CN109580742B - 一种碳电极试条测试系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的新型碳电极试条，与现有技术相比，包括：试条本体；设于试条本体上的酶反应区；第一地电极，第一地电极用于接地，且与酶反应区的负极连接；加压电极，与酶反应区的正极连接，用于为酶反应区提供激励电压；采样电极，用于测量加载在酶反应区的激励电压，与所述加压电极连接。本申请提供的新型碳电极试条，相较于现有技术而言，其通过结构上的改进设计，具有较高的测量稳定性及准确度，在电化学测量中能够提高对加载在酶反应区电压测量的准确性。本申请还提供一种碳电极试条测试系统，同样具有上述有益效果。

Description

一种碳电极试条测试系统
技术领域
本申请涉及生物化学检测技术领域，更具体地说，尤其涉及一种碳电极试条测试系统。
背景技术
现如今，市场上的体外诊断仪的试条大多都是以碳和金属作为导电介质，但因碳的成本优势及化学性质较稳定的特点，多数试条厂家以碳作为导电介质。碳试条的生产过程采用印刷工艺，采用该工艺的碳试条碳电极厚度及宽度的影响，导致碳电极电气性能的一致性较差。
现有的酶反应信号采集技术中，加压电极及采样电极为同一电极，因金属电极自身的阻抗很小，其自身的阻抗不会削弱酶反应区的加压信号，而碳电极自身的阻抗较大且试条间的一致性差，势必会造成酶反应区加压信号的一致性差。因此采用碳电极试条的测量稳定性及准确度比金属电极试条的测量稳定性及准确度差。
因此，如何提供一种碳电极试条测试系统，具有较高的测量稳定性及准确度，在电化学测量中能够提高对加载在酶反应区电压测量的准确性，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种碳电极试条测试系统，其具有较高的测量稳定性及准确度，在电化学测量中能够提高对加载在酶反应区电压测量的准确性。
本申请提供的技术方案如下：
本申请提供一种碳电极试条测试系统，包括：试条本体；设于所述试条本体上的酶反应区；第一地电极，所述第一地电极用于接地，且与所述酶反应区的负极连接；加压电极，与所述酶反应区的正极连接，用于为所述酶反应区提供激励电压；采样电极，用于测量加载在酶反应区的激励电压，与所述加压电极连接；第二地电极，所述第二地电极连接至所述第一地电极上；数字模拟转换器，用于产生激励电压；模拟数字转换器，用于采集实际加载在酶反应区的激励电压；微控制器，与数字模拟转换器、模拟数字转换器通过信号连接；其中，第一地电极接地，且数字模拟转换器与加压电极连接；第二地电极、采样电极与模拟数字转换器连接。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述采样电极连接于所述加压电极上靠近所述酶反应区的一端。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述第二地电极连接于所述第一地电极上靠近所述酶反应区的一端。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，试条本体上设有绝缘包覆膜，绝缘包覆膜用于覆盖第一地电极、第二地电极、采样电极、加压电极。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，第一地电极、第二地电极、采样电极、加压电极远离所述酶反应区的一端均设置有用于连接电路模块的接线端。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，碳电极试条测试系统还包括：电压调节装置，调节装置用于根据目标电压和检测到的电压值，调节数字模拟转换器提供的激励电压，以使得酶反应区的电压达到目标电压。
进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述电压调节装置调节数字模拟转换器提供的激励电压具体为：若所得检测电压的值与目标电压的值之比在合格比值范围内，则电压调节装置调节的电压达到要求；若所得检测电压的值与目标电压的值之比大于合格比值范围，则电压调节装置调节数字模拟转换器降低激励电压的输出；若所得检测电压的值与目标电压的值之比小于合格比值范围，则电压调节装置调节数字模拟转换器提高激励电压的输出；所述合格比值范围为60％-140％。
本发明提供的一种碳电极试条，与现有技术相比，包括：试条本体，试条本体上设有酶反应区，第一地电极接地，且与所述酶反应区的负极连接；加压电极与所述酶反应区的正极连接，用于为所述酶反应区提供激励电压；采样电极用于测量加载在酶反应区的激励电压，与加压电极连接。本申请提供的碳电极试条，其通过结构上的改进设计，具有较高的测量稳定性及准确度，在电化学测量中能够提高对加载在酶反应区电压测量的准确性。本申请还涉及一种碳电极试条测试系统，通过数字模拟转换器产生激励电压，利用模拟数字转换器输入阻抗大的特点，通过模拟数字转换器差分采集实际加载在酶反应区的激励电压，可准确地测量加载在酶反应区的激励电压。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的碳电极试条的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的碳电极试条对应的电气示意图；
图3为本发明实施例提供的现有技术中的碳电极试条的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的现有技术中的碳电极试条对应的电气示意图；
图5为本发明实施例提供的碳电极试条测试系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
请如图1至图5所示，本申请实施例提供的碳电极试条，包括：试条本体1；设于试条本体1上的酶反应区2；第一地电极3，第一地电极3用于接地，且与酶反应区2的负极连接；加压电极5，与酶反应区2的正极连接，用于为酶反应区2提供激励电压；采样电极，用于测量加载在酶反应区的激励电压，与所述加压电极连接。
本发明实施例提供一种碳电极试条，与现有技术相比，包括：试条本体1，试条本体1上设有酶反应区2，第一地电极3接地，且与所述酶反应区2的负极连接；加压电极5与所述酶反应区2的正极连接，用于为所述酶反应区2提供激励电压；第二地电极4与所述酶反应区2的负极连接；采样电极6用于测量加载在酶反应区2的激励电压，与加压电极5连接。本申请提供的碳电极试条，其通过结构上的改进设计，具有较高的测量稳定性及准确度，在电化学测量中能够提高对加载在酶反应区2电压测量的准确性。本申请还涉及一种碳电极试条测试系统，通过数字模拟转换器7产生激励电压，利用模拟数字转换器8输入阻抗大的特点，通过模拟数字转换器8差分采集实际加载在酶反应区2的激励电压，可准确地测量加载在酶反应区2的激励电压。
其中，第二地电极4与第一地电极3的连接点尽量靠近酶反应区2；采样电极6与加压电极5的连接点尽量靠近酶反应区2。
具体地，在本发明实施例中，碳电极试条还包括第二地电极，所述第二地电极连接至所述第一地电极上。
具体地，在本发明实施例中，采样电极连接于所述加压电极上靠近所述酶反应区的一端。
具体地，在本发明实施例中，第二地电极连接于第一地电极上靠近酶反应区的一端。
具体地，在本发明实施例中，第一地电极3、第二地电极4、采样电极6、加压电极5相互平行设置。其中需要说明的是，第一地电极3、第二地电极4、采样电极6、加压电极5也可以不平行，或者采用蛇形电极等其它形式，只要预先知道各电极本身的阻抗，即可对激励电压进行控制，电极的长度是否一致没有影响。
具体地，在本发明实施例中，试条本体1上设有绝缘包覆膜，绝缘包覆膜用于覆盖第一地电极3、第二地电极4、采样电极6、加压电极5。
具体地，在本发明实施例中，第一地电极3、第二地电极4、采样电极6、加压电极5远离酶反应区的一端均设置有用于连接电路模块的接线端，便于碳试条与电路模块连接进行数据测量。
本发明实施例还提供一种碳电极试条测试系统，包括：如上所述的碳电极试条；数字模拟转换器7，用于产生激励电压；模拟数字转换器8，用于采集实际加载在酶反应区2的激励电压；微控制器9，与数字模拟转换器7、模拟数字转换器8通过信号连接；其中，第一地电极3接地，且数字模拟转换器7与加压电极5连接；第二地电极4、采样电极6与模拟数字转换器8连接。
具体地，在本发明实施例中，碳电极试条测试系统还包括：电压调节装置，电压调节装置用于根据目标电压和检测到的电压值，调节数字模拟转换器7提供的激励电压，以使得酶反应区2的电压达到目标电压。
具体地，在本发明实施例中，电压调节装置调节数字模拟转换器提供的激励电压具体为：若所得检测电压的值与目标电压的值之比在合格比值范围内，则电压调节装置调节的电压达到要求；若所得检测电压的值与目标电压的值之比大于合格比值范围，则电压调节装置调节数字模拟转换器降低激励电压的输出；若所得检测电压的值与目标电压的值之比小于合格比值范围，则电压调节装置调节数字模拟转换器提高激励电压的输出；所述合格比值范围为60％-140％。
更为详细地阐述，本实施例涉及的碳电极试条测试系统，加压电极5与采样电极6分离，仪器可以根据采样电极6的信号调整加压电极5的信号大小，以弥补碳试条电极阻抗对酶反应区2信号的削弱，其中涉及的加压电极5、采样电极6、第一地电极3、第二地电极4均由碳粉印刷而成。
具体地，仪器识别样本加入后，微控制器9控制激励电路对加压电极5施加激励电压，记为V1；
微控制器9控制采样电路通过采样
Figure GDA0002896156640000061
电极6采集试条上酶反应区2的实际激励电压，记为V2；
如果V2＜V1，控制模块控制激励电路增大加压电极5电压直至V2＝V1。从而保证加载在酶反应区2电压的准确性。
现有技术中，原试条由三部分组成，分别为地电极10、酶反应区2、加压及采样电极11。此试条系统中地电极10为酶反应区2提供参考地；加压及采样电极11为激励信号及采样信号的测量电极；酶反应区2用于吸收待测量的血液，血液在激励电压的作用下与酶发生化学反应。
假设试条上参考地的阻抗等效为R4，加样及采样电极6的阻抗等效为R3，酶反应区2的阻抗等效为R2+(R1//C1)，加载在试条电极的激励电压为Vi。待加载在酶反应区2的电压稳定后R1//C1≈R1。
则加载在酶反应区2的电压为：
如此将会导致加载在酶反应区2的激励电压小于预期的激励电压，从而对测试结果造成影响。
改进后试条中地电极为酶反应区2提供参考地，同时作为采样电极6差分信号脚；加压电极5为激励信号加压电极5；采样电极6用于测量加载在酶反应区2的激励电压。假设试条上参考地的阻抗等效分别为R4和R4’，加压电极5的阻抗等效为R3，采样电极6的阻抗等效为R3’，酶反应区2的阻抗等效为R2+(R1//C1)，加载在试条电极的激励电压为Vi。在实际测量过程中，通过DAC，即数字模拟转换器7产生激励电压。利用ADC，即模拟数字转换器8输入阻抗大的特点，通过模拟数字转换器8差分采集实际加载在酶反应区2的激励电压，可准确地测量加载在酶反应区2的激励电压，并在微控制器9的控制下通过DAC动态调节激励电压。相较于现有技术而言，通过数字模拟转换器7产生激励电压，利用模拟数字转换器8输入阻抗大的特点，通过模拟数字转换器8差分采集实际加载在酶反应区2的激励电压，显著提高了测量加载在酶反应区2的激励电压的准确性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种碳电极试条测试系统，其特征在于，包括：
试条本体；
设于所述试条本体上的酶反应区；
第一地电极，所述第一地电极用于接地，且与所述酶反应区的负极连接；
加压电极，与所述酶反应区的正极连接，用于为所述酶反应区提供激励电压；
采样电极，用于测量加载在酶反应区的激励电压，与所述加压电极连接；
第二地电极，所述第二地电极连接至所述第一地电极上；
数字模拟转换器，用于产生激励电压；模拟数字转换器，用于采集实际加载在酶反应区的激励电压；微控制器，与所述数字模拟转换器、所述模拟数字转换器通过信号连接；其中，所述第一地电极接地，且所述数字模拟转换器与所述加压电极连接；所述第二地电极、所述采样电极与所述模拟数字转换器连接。
2.根据权利要求1所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述采样电极连接于所述加压电极上靠近所述酶反应区的一端。
3.根据权利要求1所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述第二地电极连接于所述第一地电极上靠近所述酶反应区的一端。
4.根据权利要求1所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述试条本体上设有绝缘包覆膜，所述绝缘包覆膜用于覆盖所述第一地电极、所述第二地电极、所述采样电极、所述加压电极。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述第一地电极、所述第二地电极、所述采样电极、所述加压电极远离所述酶反应区的一端均设置有用于连接电路模块的接线端。
6.根据权利要求1所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述碳电极试条测试系统还包括：信息显示模块，所述信息显示模块与所述微控制器连接，用于显示所述模拟数字转换器检测到的电压值。
7.根据权利要求1所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述碳电极试条测试系统还包括：电压调节装置，所述电压调节装置用于根据目标电压和检测到的电压值，调节所述数字模拟转换器提供的激励电压，以使得所述酶反应区的电压达到目标电压。
8.根据权利要求7所述的碳电极试条测试系统，其特征在于，所述电压调节装置调节所述数字模拟转换器提供的激励电压具体为：若所得检测电压的值与目标电压的值之比在合格比值范围内，则所述电压调节装置调节的电压达到要求；若所得检测电压的值与目标电压的值之比大于合格比值范围，则所述电压调节装置调节所述数字模拟转换器降低激励电压的输出；若所得检测电压的值与目标电压的值之比小于合格比值范围，则所述电压调节装置调节所述数字模拟转换器提高激励电压的输出；所述合格比值范围为60％-140％。
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