CN102590165A - 一种电学与光学联用尿液分析生化装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电学与光学联用尿液分析生化装置及其制造方法，涉及生物传感器用功能材料。装置设有尿液反应池、LED光源、光纤光谱仪、单片机和显示电路；在反应池中设有光学生物传感器、电化学生物传感器和pH计，在反应池上端设有尿液入口，底部设有尿液出口，在尿液反应池的保护套下端设有电化学生物传感器的修饰电极和对比电极；光学生物传感器输出端与光纤光谱仪输入端连接，光纤光谱仪输出端与单片机连接，电化学生物传感器输出端与单片机连接，pH计输出端与单片机连接；单片机与显示电路连接。先制备基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极，再制备基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜，最后构建电学与光学联用尿液分析生化装置。
Description
技术领域
本发明涉及生物传感器用功能材料，尤其是涉及一种电学与光学联用尿液分析生化装置及其制造方法。
背景技术
生物传感器技术是近年发展起来的一个非常活跃的工程技术研究领域，其高度自动化、微型化与集成化的特点，减少了对使用者环境和技术的要求，在医学领域为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，可广泛应用于体液中的微量蛋白、小分子有机物(如葡萄糖、抗生素、氨基酸、胆固醇和乳酸等各种物质的体内浓度)、核酸等多种生化指标检验，成为研究的热点。1967年Updik和Hicks首次研制出以铂电极为基体的葡萄糖氧化酶(GOD)电极，用于定量检测血清中的葡萄糖含量(S.J.Updike，G.P.licks.The Enzyme Electrode[J].Nature，1967，214(5092)：986-988)。M.D.Marazuela等人报道了采用钌等过渡金属络合物的荧光猝灭效应制备的胆固醇光学生物传感器，可在0.15～3.0Mm范围内实现对血样中游离胆固醇的动态检测(M.D.Marazuela et al.Free cholesterol fiber-optic biosensor for serum samples withsimplex optimization.Biosensors & Bioelectronics[J].1997，12(3)：233-240)。王酉等人(王酉等.基于碳纳米管修饰丝网印刷碳糊电极的葡萄糖和尿酸生物传感器.传感技术学报[J].2006，19(5)：2080-2083)在丝网印刷碳糊电极上利用吸附法固定葡萄糖氧化酶或尿酸酶，并用碳纳米管进行修饰，铁氰化钾作为电子传递剂，制作用于测量人体血浆中葡萄糖和尿酸浓度的生物传感器，可测范围达1～33.3mM葡萄糖和2～20mg/dL尿酸。
目前，生物传感器主要由分子识别元件(感受器)和信号转换器(换能器)两部分组成。按信号转换器的原理，生物传感器可分为电化学生物传感器和光学生物传感器等。电化学传感器研究历史较为悠久，技术较为成熟，电化学生物传感器具有检测范围广、检测极限低和可在浑浊液体中检测等突出的优点，得到了广泛的应用。光学生物传感器随着上世纪90年代光纤技术的发展而逐渐兴起，成为研究的热点。光学生物传感器具有无须参比电极，生物兼容性好，抗干扰能力强和灵敏度高等电化学传感器所不具有的优点，但其检测范围和极限等特性不如电化学生物传感器。本专利把两者结合使用，弥补彼此的不足，互相校正，相辅相成，这是之前文献所没有报道的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电学与光学联用尿液分析生化装置及其制造方法。
本发明的技术方案是采用多孔氧化铝箔酶电极作为敏感元件构造电化学生物传感器，采用溶胶凝胶法制备联吡啶钌荧光猝灭的光学生物酶传感膜作为敏感元件构造光学生物传感器，并把两者整合为一套装置，同时检测人体体液的各项指标。
所述电学与光学联用尿液分析生化装置设有尿液反应池、LED光源、光纤光谱仪、单片机和显示电路；在尿液反应池中设有光学生物传感器、电化学生物传感器和pH计，在尿液反应池上端设有尿液入口，在尿液反应池底部设有尿液出口，在尿液反应池的保护套下端设有电化学生物传感器的修饰电极和对比电极；所述光学生物传感器采集LED光源，所述光学生物传感器的光学信号输出端与光纤光谱仪输入端口连接，光纤光谱仪的电流信号输出端与单片机的输入端口连接，电化学生物传感器的电学信号输出端与单片机的输入端口连接，pH计的pH值输出端与单片机的输入端口连接；单片机的输出端口与显示电路的输入端连接。
所述电学与光学联用尿液分析生化装置的制造方法包括以下步骤：
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1～5mmol/L铂氯酸的0.1～0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将10～50U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的酶液滴加于A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极；
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶(2～6)的比例混合，添加pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌1～3h至混合液变澄清，得溶胶B1；
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比(10～1)∶1的比例混合，搅拌均匀，得溶胶B2；
3)将溶胶B2和1～10U含酶量的pH＝6.86的PBS溶液以体积比(10～1)∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于3～8℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜；
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建
1)将电学传感器电极、对电极和光学敏感膜铺设于尿液反应池保护套下端，尿液反应池保护套上端为尿液入口，底部有1至2个尿液出口，与电极和光学传感膜连接的导线和Y型光纤分别穿过侧方孔洞与仪器相连；
2)由尿液反应池引出的导线与单片机相连，由尿液反应池引出的Y型光纤分别与激光器和光纤光谱仪相连，再由光纤光谱仪连接至单片机，处理后的数据显示于LCD显示屏中。
3)将pH计整合进装置中，得电学与光学联用尿液分析生化装置。
所述电学与光学联用尿液分析生化装置的使用方法是检测尿液的pH值，依据pH值的不同对光学和电化学系统进行校准，确定尿糖和尿酸等数据。电学与光学传感器采集的数据相辅相成、相互校正。
本发明的突出优点：采用电化学和光学联用的方法，可以结合电化学方法检测范围广和可在浑浊液体中检测等突出的优点及光学生物方法无须参比电极，生物兼容性好，抗干扰能力强和灵敏度高等优点，二者互相校正，相辅相成，提高检测的精确度。将此生化装置应用于尿液中各项生理指标检测中，无创无痛，可实现对日常身体状况的在线检测。
附图说明
图1为电学与光学联用尿液分析生化装置实施例的整体结构示意图。在图1中的尿液反应池具体结构见图1所示，其光学生物传感器与LED光源及光纤光谱仪通过Y型光纤连接，而电化学生物传感器的电极、pH计和光纤光谱仪与单片机通过导线连接；设定好程序的单片机将数据转化为数字信号并显示于LCD显示屏中。
图2为本发明所述电学与光学联用尿液分析生化装置实施例的尿液反应池的结构示意图。
图3为电学与光学联用尿液分析生化装置中电学部分测得的不同尿液样品的响应电流特征曲线图。在图3中，横坐标为时间time(s)，纵坐标为电流强度current(μA)；图中每条曲线代表一个尿液样品的响应电流，由图可见不同尿样样品其响应电流不同。
图4为电学与光学联用尿液分析生化装置中光学部分测得的不同尿液样品的荧光谱图。在图4中，横坐标为波长wavelength(nm)，纵坐标为荧光强度intensity(a.u.)；图中每条曲线代表一个尿液样品的响应荧光强度，由图中可见不同尿样样品其荧光强度的峰值不同。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步说明。
参见图1和2，本发明所述电学与光学联用尿液分析生化装置实施例设有尿液反应池1、LED光源2、光纤光谱仪3、单片机4和显示电路5；在尿液反应池1中设有光学生物传感器17、电化学生物传感器11和pH计16，在尿液反应池1上端设有尿液入口，在尿液反应池1底部设有尿液出口，在尿液反应池1的保护套下端14设有电化学生物传感器11的修饰电极和对比电极12；所述光学生物传感器17采集LED光源2，所述光学生物传感器17的光学信号输出端与光纤光谱仪3输入端口连接，光纤光谱仪3的电流信号输出端与单片机4的输入端口连接，电化学生物传感器11的电学信号输出端与单片机4的输入端口连接，pH计16的pH值输出端与单片机4的输入端口连接；单片机4的输出端口与显示电路5的输入端连接。在图2中，13为导线，15为尿液反应池1的保护套上端。
以下给出电学与光学联用尿液分析生化装置的制造方法具体实施例。
实施例1
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1mmol/L铂氯酸的0.1mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将10U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的葡萄糖氧化酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶2的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比10∶1比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的葡萄糖氧化酶硫酸盐缓冲溶液以体积比10∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法
1)将电学传感器电极和对电极和光学敏感膜铺设于尿液反应池下端，如图1，反应池上端为尿液入口，底部有1或2个尿液出口，与电极和光学传感膜连接的导线和Y型光纤分别穿过侧方孔洞与仪器相连，其结构如图1所示。
1为传感器修饰电极，2为对比电极，3为导线，4为保护套下端，5为保护套上端，6为pH计，7为含传感膜的光纤探头。
2)由反应池引出的导线与单片机相连，由反应池引出的Y型光纤分别与激光器和光纤光谱仪相连，再由光纤光谱仪连接至单片机，处理后的数据显示于LCD显示屏中，其结构如图2所示。电学方法测试的数据如图3，光学方法测试的数据如图4，由图中可见电流信号与光强信号与尿样中葡萄糖浓度相关，通过公式修正即可由所测试的电流信号及光强信号计算出尿糖浓度。
3)将pH计整合进装置中，检测尿液的pH值，依据pH值的不同对光学和电化学系统进行校准，确定尿糖和尿酸等数据。电学与光学传感器采集的数据相辅相成、相互校正。
实施例2
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1mmol/L铂氯酸的0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将20U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的葡萄糖氧化酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶4的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比8∶1比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的葡萄糖氧化酶盐酸盐缓冲溶液以体积比6∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例3
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1mmol/L铂氯酸的0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将50U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的葡萄糖氧化酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶5的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比6∶1比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的葡萄糖氧化酶盐酸盐缓冲溶液以体积比8∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例4
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有5mmol/L铂氯酸的0.3mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将20U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的葡萄糖氧化酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶5的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比9∶1比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的葡萄糖氧化酶盐酸盐缓冲溶液以体积比10∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例5
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有2mmol/L铂氯酸的0.5mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将40U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的葡萄糖氧化酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶3的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比1∶1的比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的葡萄糖氧化酶盐酸盐缓冲溶液以体积比1∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例6
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1mmol/L铂氯酸的0.1mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将10U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的尿酸酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶2的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比10∶1比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和1U含酶量的pH＝6.86的尿酸酶硫酸盐缓冲溶液以体积比10∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例7
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有3mmol/L铂氯酸的0.4mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将30U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的尿酸酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶4的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比6∶1的比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和5U含酶量的pH＝6.86的尿酸酶盐酸盐缓冲溶液以体积比6∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例8
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有4mmol/L铂氯酸的0.6mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将40U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的尿酸酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶5的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比4∶1的比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和3U含酶量的pH＝6.86的尿酸酶硫酸盐缓冲溶液以体积比4∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例9
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有5mmol/L铂氯酸的0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将40U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的尿酸酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶6的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比2∶1的比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和8U含酶量的pH＝6.86的尿酸酶硫酸盐缓冲溶液以体积比2∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
实施例10
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有5mmol/L铂氯酸的0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A。
2)将50U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的尿酸酶溶液滴加于铂纳米绒毛修饰电极A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极。
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶6的比例混合，添加适量pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌2h至混合液变澄清，得溶胶B1。
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比1∶1的比例混合，搅拌均匀得溶胶B2。
3)将溶胶B2和10U含酶量的pH＝6.86的尿酸酶硫酸盐缓冲溶液以体积比1∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于4℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜。
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建及使用方法同实施例1。
Claims (2)
1.一种电学与光学联用尿液分析生化装置，其特征在于设有尿液反应池、LED光源、光纤光谱仪、单片机和显示电路；在尿液反应池中设有光学生物传感器、电化学生物传感器和pH计，在尿液反应池上端设有尿液入口，在尿液反应池底部设有尿液出口，在尿液反应池的保护套下端设有电化学生物传感器的修饰电极和对比电极；所述光学生物传感器采集LED光源，所述光学生物传感器的光学信号输出端与光纤光谱仪输入端口连接，光纤光谱仪的电流信号输出端与单片机的输入端口连接，电化学生物传感器的电学信号输出端与单片机的输入端口连接，pH计的pH值输出端与单片机的输入端口连接；单片机的输出端口与显示电路的输入端连接。
2.如权利要求1所述的一种电学与光学联用尿液分析生化装置的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)基于聚吡咯/铂纳米绒毛修饰多孔氧化铝箔电极的制备
1)在氧化铝箔表面磁控溅射一层纳米金，之后浸入含有1～5mmol/L铂氯酸的0.1～0.8mol/L的硫酸溶液中，待电极表面完全变黑后取出用去离子水和乙酸反复淋洗，得到铂纳米绒毛修饰电极A；
2)将10～50U含酶量的添加适量戊二醛和牛血清白蛋白的酶液滴加于A表面，待其自然晾干后制得电学生物传感器电极；
(2)基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜的制备
1)正硅酸乙酯和去离子水以摩尔比1∶2～6的比例混合，添加pH＝2的盐酸溶液调节pH值，搅拌1～3h至混合液变澄清，得溶胶B1；
2)将溶胶B1和联吡啶钌水溶液以体积比10～1∶1的比例混合，搅拌均匀，得溶胶B2；
3)将溶胶B2和1～10U含酶量的pH＝6.86的PBS溶液以体积比10～1∶1的比例混合，搅拌均匀，滴加于洁净的玻璃片表面，待其凝胶开始后置于3～8℃下老化，即得基于联吡啶钌荧光猝灭反应的光学生物传感膜；
(3)电学与光学联用尿液分析生化装置的构建
1)将电学传感器电极、对电极和光学敏感膜铺设于尿液反应池保护套下端，尿液反应池保护套上端为尿液入口，底部有1至2个尿液出口，与电极和光学传感膜连接的导线和Y型光纤分别穿过侧方孔洞与仪器相连；
2)由尿液反应池引出的导线与单片机相连，由尿液反应池引出的Y型光纤分别与激光器和光纤光谱仪相连，再由光纤光谱仪连接至单片机，处理后的数据显示于LCD显示屏中；
3)将pH计整合进装置中，得电学与光学联用尿液分析生化装置。
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