CN110632155B - 一种微型多电极组装式生物传感器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体和柔性电路板，柔性电路板上设置有第一电极和第二电极；柔性电路板卡在壳体内，柔性电路板折弯设置，第一工作电极和第一对电极分别位于柔性电路板折弯后的内部的两相对面；第一工作电极和第一对电极在高度方向重叠设置；第一电极和第二电极的反应膜在侧面；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极和第二电极毗邻的面之间构成微流道。工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接，将工作电极WE、对电极CE、参比电极RE分离，可以分别实现批量加工；同时在工作电极涂覆酶和固定酶的时候，可以很方便的进行精细化操作；提高了生产效率和设计精度。
Description
技术领域
本发明涉及生物化学参数采集技术领域，具体涉及一种微型多电极组装式生物传感器结构。
背景技术
由于工作原理的需要，生物传感器的工作电极和对电极需要设置在相互比较靠近的位置。现有技术中，生产过程中，由于受到工作电极和对电极的材料差异大的影响，工艺复杂、制造难度高；制造工艺要求工作电极和对电极之间具有较大的距离；制造工艺和结构原理之间的矛盾限制了生物传感器的开发。
发明内容
鉴于上述，本发明提供了一种微型多电极组装式生物传感器结构，工作电极和对电极距离较远、组装后才会靠近。
一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体和柔性电路板，柔性电路板上设置有第一电极和第二电极；
柔性电路板卡在壳体内，柔性电路板折弯设置，第一电极和第二电极分别位于柔性电路板折弯折弯后的内部的两相对面，第一电极和第二电极分别位于柔性电路板折弯前的同一个面上；
第一电极和第二电极相互交错，第一电极的侧面和第二电极的侧面在与高度方向垂直的方向上有部分重叠设置；
第一电极至少包括一个第一工作电极，第二电极至少包括一个与第一工作电极对应的第一对电极；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极和第二电极的反应膜在侧面；
第一电极和第二电极毗邻的面之间构成微流道；
微流道(3)利用毛细现象进行液体的导流，工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接；
第一工作电极和第一对电极在壳体(1)的周向相对设置。
优选的，第一电极和第二电极毗邻的两个面、柔性电路板的两个内侧壁面共同构成微流道。
优选的，第一电极的高方向分为2层以上，每一层为一个层工作电极，层工作电极的个数在2个以上；
第二电极的高方向分为2层以上，第二电极设置有与层工作电极对应的层对电极；
每个层工作电极与其对应的层对电极构成一个传感器单元。
优选的，柔性电路板折弯设置后，每一个层工作电极与其对应的层对电极位于同一高度上。
优选的，第一电极的数量在2个以上，第二电极的数量在2个以上；
2个以上的第一电极构成一列，相邻的第一电极之间通过第一墙柱连接；
2个以上的第二电极构成一列，相邻的第二电极之间通过第二墙柱连接；
第一电极构成的列及第一墙柱与第二电极构成的列及第二墙柱之间构成微流道。
优选的，柔性电路板设置有第一卡孔和第二卡孔；柔性电路板折弯设置后，第一电极的端部卡入第二卡孔，第二电极的端部卡入第一卡孔。
优选的，壳体的内部设置有上侧卡槽和下侧卡槽；
上侧卡槽分为左侧上卡槽和右侧上卡槽，左侧上卡槽和右侧上卡槽之间的位置空缺；
下侧卡槽分为左侧下卡槽和右侧下卡槽，左侧下卡槽和右侧下卡槽之间的位置空缺；
第一电极和第二电极凸出柔性电路板的表面设置；
第一电极的两侧的柔性电路板的边部分别卡入左侧上卡槽和右侧上卡槽；
第二电极的两侧的柔性电路板的边部分别卡入左侧下卡槽和右侧下卡槽。
优选的，壳体后端伸出支撑臂，柔性电路板的折弯处贴合支撑臂的尾端，柔性电路板的折弯部分的内侧的两个面分别贴合支撑臂的上下两个壁面。
优选的，支撑臂从壳体的内侧壁的上侧卡槽和下侧卡槽之间向后伸出；
支撑臂上设置有卡接槽口，柔性电路板上设置有信号处理模块，信号处理模块卡入卡接槽口。
优选的，壳体的侧壁设置有过孔，过孔位于微流道的出口处，微流道的前端设置有入口；微流道入口处设置有过滤装置/结构；微流道的内部设置有导流材料。
一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体和软硬结合板，软硬结合板上设置有第一电极和第二电极；
软硬结合板折弯设置，软硬结合板卡在壳体内，软硬结合板折弯部位为软性线路板，第一电极和第二电极分别位于软硬结合板折弯后的内部的两相对面，第一电极和第二电极分别位于软硬结合板折弯前的同一个面上；
第一电极和第二电极相互交错，第一电极的侧面和第二电极的侧面在与高度方向垂直的方向有部分重叠设置；
第一电极至少包括一个第一工作电极，第二电极至少包括一个与第一工作电极对应的第一对电极；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极和第二电极的反应膜在侧面；
第一电极和第二电极毗邻的面之间构成微流道；
软硬结合板的两端分别为第一硬质线路板和第二硬质电路板，第一电极位于第一硬质线路板；第二电极位于第二硬质电路板。
优选的，上侧卡槽和下侧卡槽之间的壁体向中部伸出支撑滤网，支撑滤网与壁体的连接部设置有过渡切角，支撑滤网设置有分别供第一电极和第二电极通过的第一避让槽和第二避让槽；支撑滤网厚度为50～300μm。
工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接，将工作电极WE，对电极CE/参比电极RE分离，可以分别实现批量加工；同时在工作电极涂覆酶和固定酶的时候，因为工作电极WE和其他电极离的很远，可以很方便的进行批量化操作；电极可以直接做在柔性材料上，也可以是刚性的分立电极，如陶瓷基底电极，硅基底电极等，通过焊接或粘接的方法固定在FPC上，焊点等需要绝缘处理；电极做好后，再在工作电极上修饰酶膜，离子膜等；做好反应层后，不能再有高温工艺。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体和柔性电路板，柔性电路板上设置有第一电极和第二电极；柔性电路板卡在壳体内，柔性电路板折弯设置，第一工作电极和第一对电极分别位于柔性电路板折弯后的内部的两相对面；第一工作电极和第一对电极在高度方向重叠设置；第一电极和第二电极的反应膜在侧面；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极和第二电极毗邻的面之间构成微流道。工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接，将工作电极WE、对电极CE、参比电极RE分离，可以分别实现批量加工；同时在工作电极涂覆酶和固定酶的时候，因为工作电极WE和其他电极离的很远，可以很方便的进行精细化操作；提高了生产效率和设计精度。
附图说明
下面结合附图对本发明的多功能适配器外壳作进一步说明。
图1是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的一个实施例的剖面图。
图2是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的一个视角的结构示意图。
图3是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的一个视角的爆炸图。
图4是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的壳体和支撑臂的结构示意图。
图5是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的壳体和支撑臂的剖视图。
图6是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的柔性电路板展开的结构示意图。
图7是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的软硬结合板的结构示意图。
图8是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的另一个实施例的剖面图。
图9是本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构的壳体和支撑臂的实施例三的结构示意图。
图中：
1-壳体；11-上侧卡槽；111-左侧上卡槽；112-右侧上卡槽；12-下侧卡槽；121-左侧下卡槽；122-右侧下卡槽；13-过孔；2-柔性电路板；21-第一电极；211-层工作电极；22-第二电极；221-层对电极；23-第一墙柱；24-第二墙柱；25-第一卡孔；26-第二卡孔；27-信号处理模块；3-微流道；5-支撑臂；51-卡接槽口；6-软硬结合板；61-软性线路板；62-第一硬质线路板；63-第二硬质电路板。
具体实施方式
下面结合附图1～9对本发明一种微型多电极组装式生物传感器结构作进一步说明。
实施例一
一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体1，还包括柔性电路板2，柔性电路板2上设置有第一电极21和第二电极22；
柔性电路板2卡在壳体1内，柔性电路板2折弯设置，第一电极21和第二电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面；
第一电极21和第二电极22相互交错，第一电极21的侧面和第二电极22的侧面在与高度方向垂直的方向有部分重叠设置；
第一电极21至少包括一个第一工作电极，第二电极22至少包括一个与第一工作电极对应的第一对电极；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极21和第二电极22的反应膜在侧面；
第一电极21和第二电极22毗邻的面之间构成微流道3。
微流道3利用毛细现象进行液体的导流。工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接，将工作电极WE、对电极CE、参比电极RE分离，可以分别实现批量加工。在工作电极涂覆酶和固定酶(反应膜)的时候，因为工作电极WE和其他电极(参比电极或对电极)离的很远，可以很方便的进行精细化操作；提高了生产效率，提高了设计极限。
本实施例中，第一电极21的高方向分为2层以上，每一层为一个层工作电极211，层工作电极211的个数在2个以上；
第二电极22的高方向分为2层以上，第二电极22设置有与层工作电极211对应的层对电极221；
每个层工作电极211对应的层对电极221构成一个传感器单元。
通过设置层结构，使得第一电极21和一个第二电极22可以构成2个以上的传感器单元，提高了多参数获取的体积压缩极限尺寸。
本实施例中，第一电极21的数量在2个以上，第二电极22的数量在2列以上。
本实施例中，第一电极21和第二电极22相互交错是指他们在高方向上有重叠区域，从而保证工作电极和对电极在同一高度上，从而可以测量该高度的液体的参数。
本实施例中，第一工作电极和第一对电极在壳体1的周向相对设置；根据需要第一工作电极和第一对电极也可以沿壳体1的轴向分布。
本实施例中，柔性电路板2折弯设置后，每一个层工作电极211与其对应的层对电极221位于同一高度上。
本实施例中，第一电极21的数量在2个以上，第二电极22的数量在2个以上；
2个以上的第一电极21构成一列，相邻的第一电极21之间通过第一墙柱23连接；
2个以上的第二电极22构成一列，相邻的第二电极22之间通过第二墙柱24连接；
第一电极21构成的列及第一墙柱23与第二电极22构成的列及第二墙柱24之间构成微流道3。
本实施例中，柔性电路板2设置有第一卡孔25和第二卡孔26；柔性电路板2折弯设置后，第一电极21的端部卡入第二卡孔26，第二电极22的端部卡入第一卡孔25。
本实施例中，壳体1的内部设置有上侧卡槽11和下侧卡槽12；
上侧卡槽11分为左侧上卡槽111和右侧上卡槽112，左侧上卡槽111和右侧上卡槽112之间的位置空缺；
下侧卡槽12分为左侧下卡槽121和右侧下卡槽122，左侧下卡槽121和右侧下卡槽122之间的位置空缺；
第一电极21和第二电极22凸出柔性电路板2的表面设置；
第一电极21的两侧的柔性电路板2的边部分别卡入左侧上卡槽111和右侧上卡槽112；
第二电极22的两侧的柔性电路板2的边部分别卡入左侧下卡槽121和右侧下卡槽122。
本实施例中，壳体1后端伸出支撑臂5，柔性电路板2的折弯处贴合支撑臂5的尾端，柔性电路板2的折弯部分的内侧的两个面分别贴合支撑臂5的上下两个壁面。
本实施例中，支撑臂5从壳体1的内侧壁的上侧卡槽11和下侧卡槽12之间向后伸出；
支撑臂5上设置有卡接槽口51，柔性电路板2上设置有信号处理模块27，信号处理模块27卡入卡接槽口51。
本实施例中，壳体1的侧壁设置有过孔13，过孔13位于微流道3的出口处，过孔13为微流道3的出口；微流道3的前端设置有液体入口，入口为带过滤结构的入口；微流道3的内部设置有导流材料。
实施例二
一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体1和软硬结合板6，软硬结合板6上设置有第一电极21和第二电极22；
软硬结合板6折弯设置，软硬结合板6卡在壳体1内，软硬结合板6折弯部位为软性线路板61，第一电极21和第二电极22分别位于软硬结合板6折弯后的内部的两相对面，第一电极21和第二电极22位于软硬结合板6折弯前的同一侧面；
第一电极21和第二电极22相互交错，第一电极21和第二电极22在高度方向重叠设置；
第一电极21至少包括一个第一工作电极，第二电极22至少包括一个与第一工作电极对应的第一对电极；第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；第一电极21和第二电极22的反应膜在侧面；
第一电极21和第二电极22毗邻的面之间构成微流道3。
本实施例中，软硬结合板6的两端分别为第一硬质线路板62和第二硬质电路板63，第一电极21位于第一硬质线路板62；第二电极22位于第二硬质电路板63。
本实施例中，其他各个部位参照柔性电路板2对应的实施例进行设置。
实施例三
本实施例中，上侧卡槽11和下侧卡槽12之间的壁体向中部伸出支撑滤网8，支撑滤网8与壁体的连接部设置有过渡切角9，支撑滤网8设置有分别供第一电极21和第二电极22通过的第一避让槽81和第二避让槽82；支撑滤网8厚度为50～300μm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体(1)，其特征在于，还包括柔性电路板(2)，所述柔性电路板(2)上设置有第一电极(21)和第二电极(22)；
所述柔性电路板(2)卡在所述壳体(1)内，所述柔性电路板(2)折弯设置，所述第一电极(21)和第二电极(22)分别位于所述柔性电路板(2)折弯后的内部的两相对面；
所述第一电极(21)和第二电极(22)相互交错，所述第一电极(21)的侧面和第二电极(22)的侧面在与高度方向垂直的方向有重叠；
所述第一电极(21)至少包括一个第一工作电极，所述第二电极(22)至少包括一个与所述第一工作电极对应的第一对电极；所述第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；所述第一电极(21)和第二电极(22)的反应膜在侧面；
所述第一电极(21)和第二电极(22)毗邻的面之间构成微流道(3)；
微流道(3)利用毛细现象进行液体的导流，工作电极和对电极采用柔性弯折结构连接；
第一工作电极和第一对电极在壳体(1)的周向相对设置。
2.如权利要求1所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述第一电极(21)的高方向分为2层以上，每一层为一个层工作电极(211)，层工作电极(211)的个数在2个以上；
所述第二电极(22)的高方向分为2层以上，所述第二电极(22)设置有与所述层工作电极(211)对应的层对电极(221)；
每个层工作电极(211)和对应的层对电极(221)构成一个传感器单元。
3.如权利要求1所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述第一电极(21)的数量在2个以上，所述第二电极(22)的数量在2个以上；
2个以上的第一电极(21)构成一列，相邻的第一电极(21)之间通过第一墙柱(23)连接；
2个以上的第二电极(22)构成一列，相邻的第二电极(22)之间通过第二墙柱(24)连接；
所述第一电极(21)构成的列及第一墙柱(23)与所述第二电极(22)构成的列及第二墙柱(24)之间构成微流道(3)。
4.如权利要求1所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述柔性电路板(2)设置有第一卡孔(25)和第二卡孔(26)；所述柔性电路板(2)折弯设置后，所述第一电极(21)的端部卡入所述第二卡孔(26)，所述第二电极(22)的端部卡入所述第一卡孔(25)。
5.如权利要求1所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述壳体(1)的内部设置有上侧卡槽(11)和下侧卡槽(12)；
所述上侧卡槽(11)分为左侧上卡槽(111)和右侧上卡槽(112)，所述左侧上卡槽(111)和右侧上卡槽(112)之间的位置空缺；
所述下侧卡槽(12)分为左侧下卡槽(121)和右侧下卡槽(122)，所述左侧下卡槽(121)和右侧下卡槽(122)之间的位置空缺；
所述第一电极(21)和第二电极(22)凸出所述柔性电路板(2)的表面设置；
所述第一电极(21)的两侧的所述柔性电路板(2)的边部分别卡入所述左侧上卡槽(111)和右侧上卡槽(112)；
所述第二电极(22)的两侧的所述柔性电路板(2)的边部分别卡入所述左侧下卡槽(121)和右侧下卡槽(122)。
6.如权利要求5所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述壳体(1)后端伸出支撑臂(5)，所述柔性电路板(2)的折弯处贴合所述支撑臂(5)的尾端，所述柔性电路板(2)的折弯部分的内侧的两个面分别贴合所述支撑臂(5)的上下两个壁面。
7.如权利要求6所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述支撑臂(5)从所述壳体(1)的内侧壁的上侧卡槽(11)和下侧卡槽(12)之间向后伸出；
所述支撑臂(5)上设置有卡接槽口(51)，所述柔性电路板(2)上设置有信号处理模块(27)，所述信号处理模块(27)卡入所述卡接槽口(51)。
8.如权利要求5所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述上侧卡槽(11)和下侧卡槽(12)之间的壁体向中部伸出支撑滤网(8)，所述支撑滤网(8)与所述壁体的连接部设置有过渡切角(9)，所述支撑滤网(8)设置有分别供第一电极(21)和第二电极(22)通过的第一避让槽(81)和第二避让槽(82)。
9.如权利要求1所述微型多电极组装式生物传感器结构，其特征在于，所述壳体(1)的侧壁设置有过孔(13)，所述过孔(13)位于所述微流道(3)的出口处；所述微流道(3)设置有入口；所述微流道(3)的内部设置有导流材料。
10.一种微型多电极组装式生物传感器结构，包括壳体(1)，其特征在于，还包括软硬结合板(6)，所述软硬结合板(6)上设置有第一电极(21)和第二电极(22)；
所述软硬结合板(6)折弯设置，所述软硬结合板(6)卡在所述壳体(1)内，所述软硬结合板(6)折弯部位为软性线路板(61)，所述第一电极(21)和第二电极(22)分别位于所述软硬结合板(6)折弯后的内部的两相对面；
所述第一电极(21)和第二电极(22)相互交错，所述第一电极(21)的侧面和第二电极(22)的侧面在与高度方向垂直的方向有重叠；
所述第一电极(21)至少包括一个第一工作电极，所述第二电极(22)至少包括一个与所述第一工作电极对应的第一对电极；所述第一工作电极和对应的第一对电极构成一个传感器单元；所述第一电极(21)和第二电极(22)的反应膜在侧面；
所述第一电极(21)和第二电极(22)毗邻的面之间构成微流道(3)；
软硬结合板(6)的两端分别为第一硬质线路板(62)和第二硬质电路板(63)，第一电极(21)位于第一硬质线路板(62)；第二电极(22)位于第二硬质电路板(63)。
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