CN110687180B - 一种微型组装式层状生物传感器结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微型组装式层状生物传感器结构，包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，第一柔性电路板和第二柔性电路板折弯成弓形，第一柔性电路板和第二柔性电路板层状分布；第一柔性电路板位于第二柔性电路板的内侧；第一柔性电路板的第一折弯臂向外伸出第一电极，第二柔性电路板的第一折弯臂向内伸出第二电极；第一电极和第二电极一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极和第二电极构成一个传感器单元；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。

Description

一种微型组装式层状生物传感器结构

技术领域

本发明涉及生物化学参数采集技术领域，具体涉及一种微型组装式层状生物传感器结构。

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组装式层状生物传感器结构，工作电极和对电极距离较远、组装后才会靠近。

一种微型组装式层状生物传感器结构，包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，第一柔性电路板和第二柔性电路板折弯成弓形，第一柔性电路板和第二柔性电路板层状分布；第一柔性电路板位于第二柔性电路板的内侧；

第一柔性电路板的第一折弯臂向外伸出第一电极，第二柔性电路板的第一折弯臂向内伸出第二电极；

第一电极和第二电极一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极和第二电极构成一个传感器单元。

优选的，第一电极的顶面正对第二电极顶面，第一电极和第二电极的反应膜均位于顶面；第一电极和第二电极的顶面之间构成第一微流道。

优选的，第一电极的数量为N个，N个第一电极构成一列，相邻的第一电极之间通过第一墙柱连接；

第二电极的数量为N个，N个第二电极构成一列，相邻的第二电极之间通过第二墙柱连接；

第一电极、第一墙柱、第二电极和第二墙柱共同构成第一微流道；

N为自然数，N≥2。

优选的，还包括壳体，壳体的内部设置有第一上侧卡槽和第一下侧卡槽；

第一上侧卡槽分为第一左侧上卡槽和第一右侧上卡槽，第一左侧上卡槽和第一右侧上卡槽之间的位置空缺；

第一下侧卡槽分为第一左侧下卡槽和第一右侧下卡槽，第一左侧下卡槽和第一右侧下卡槽之间的位置空缺；

第一电极位于第一柔性电路板的宽方向的中部，第一电极的两侧的第一柔性电路板的边部分别卡入第一左侧上卡槽和第一右侧上卡槽；

第一柔性电路板的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入第一左侧下卡槽和第一右侧下卡槽；

壳体的内侧壁、第一电极、第一墙柱、第二电极和第二墙柱共同构成第一微流道。

优选的，壳体的内部设置有第二上侧卡槽和第二下侧卡槽；

第二上侧卡槽分为第二左侧上卡槽和第二右侧上卡槽，第二左侧上卡槽和第二右侧上卡槽之间的位置空缺；

第二下侧卡槽分为第二左侧下卡槽和第二右侧下卡槽，第二左侧下卡槽和第二右侧下卡槽之间的位置空缺；

第二电极位于第二柔性电路板的宽方向的中部，第二电极的两侧的第二柔性电路板的边部分别卡入第二左侧上卡槽和第二右侧上卡槽；

第二柔性电路板的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入第二左侧下卡槽和第二右侧下卡槽。

优选的，壳体后端伸出支撑臂；

第一柔性电路板的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分连接，第二柔性电路板的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分连接，折弯部分包括4根以上的线路；

折弯部分贴合支撑臂的尾端，第一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，还包括第三柔性电路板，第三柔性电路板折弯成弓形，第三柔性电路板和第二柔性电路板层状分布；第三柔性电路板位于第二柔性电路板的外侧；

第三柔性电路板的第一折弯臂向内伸出第三电极，第二柔性电路板的第一折弯臂向外伸出第四电极；

第三电极和第四电极一个为工作电极，另一个为对电极；第三电极和第四电极构成另一个传感器单元。

实施例二

优选的，第一电极的侧面对着第二电极侧面，第一电极和第二电极的反应膜均位于侧面；第一电极和第二电极的侧面之间构成第二微流道。

优选的，第一电极的数量为N个，N个第一电极构成一列，相邻的第一电极之间通过第三墙柱连接；

第二电极的数量为N个，N个第二电极构成一列，相邻的第二电极之间通过第四墙柱连接；

第一电极、第三墙柱、第二电极和第四墙柱共同构成第二微流道；

N为自然数，N≥2。

优选的，第一电极的端部设置有第一卡头，第二柔性电路板的内侧设置第一卡接盲孔，第一卡头卡入第一卡接盲孔；

第二电极的端部设置有第二卡头，第一柔性电路板的外侧设置第二卡接盲孔，第二卡头卡入第二卡接盲孔。

优选的，第一柔性电路板和/或第二柔性电路板被软硬结合电路板替换。

优选的，支撑臂从壳体的内侧壁的第一上侧卡槽和第一下侧卡槽之间向后伸出；

支撑臂上设置有卡接槽口，第一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，过孔位于第一微流道或第二微流道的入口处。

优选的，第一微流道和第二微流道设置有出口；第一微流道和第二微流道的内部设置有导流材料。

本发明的有益效果为：本发明提供了一种微型组装式层状生物传感器结构，包括第一柔性电路板和第二柔性电路板，第一柔性电路板和第二柔性电路板折弯成弓形，第一柔性电路板和第二柔性电路板层状分布；第一柔性电路板位于第二柔性电路板的内侧；第一柔性电路板的第一折弯臂向外伸出第一电极，第二柔性电路板的第一折弯臂向内伸出第二电极；第一电极和第二电极一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极和第二电极构成一个传感器单元；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是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构实施例一的第一柔性电路板、第二柔性电路板和第三柔性电路板的结构示意图。

图2是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构的实施例二的第一柔性电路板和第二柔性电路板的结构示意图。

图3是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构的实施例二的壳体和支撑臂的结构示意图。

图4是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构的实施例三的第一柔性电路板和第二柔性电路板的结构示意图。

图5是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构的实施例四的第一柔性电路板和第二柔性电路板的结构示意图。

图6是本发明一种微型组装式层状生物传感器结构的实施例二的支撑滤网的局部结构示意图。

图中：

1-第一柔性电路板；11-第一电极；14-第二卡接盲孔；16-信号处理模块；2-第二柔性电路板；21-第二电极；22-第四电极；24-第一卡接盲孔；3-传感器单元；41-第一微流道；42-第二微流道；51-第一墙柱；52-第二墙柱；53-第三墙柱；54-第四墙柱；55-卡接槽口；6-壳体；61-第一上侧卡槽；611-第一左侧上卡槽；612-第一右侧上卡槽；62-第一下侧卡槽；621-第一左侧下卡槽；622-第一右侧下卡槽；63-第二上侧卡槽；631-第二左侧上卡槽；632-第二右侧上卡槽；64-第二下侧卡槽；641-第二左侧下卡槽；642-第二右侧下卡槽；65-过孔；7-第三柔性电路板；71-第三电极；8-支撑臂；85-卡接槽口；9-折弯部分；01-第一卡头；02-第二卡头；03-微型孔道；04-支撑滤网；05-过渡切角。

具体实施方式

下面结合附图1～6对本发明一种微型组装式层状生物传感器结构作进一步说明。

实施例一

请参阅图1。

一种微型组装式层状生物传感器结构，还包括第一柔性电路板1和第二柔性电路板2，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2折弯成弓形，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2层状分布；第一柔性电路板1位于第二柔性电路板2的内侧；

第一柔性电路板1的第一折弯臂向外伸出第一电极11，第二柔性电路板2的第一折弯臂向内伸出第二电极21；

第一电极11和第二电极21一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极11和第二电极21构成一个传感器单元3。

第一柔性电路板1折弯后，分为上下两个折弯臂和折弯部分，我们定义其中一个折弯臂为第一折弯臂，定义另外一个折弯臂为第二折弯臂。

本实施例中，第一电极11的顶面正对第二电极21顶面，第一电极11和第二电极21的反应膜均位于顶面；第一电极11和第二电极21的顶面之间构成第一微流道41。

第一电极11和第二电极21之间的距离很近，可以接近1μm或者更小，二者的顶面构成第一微流道41的上下两个面，在第一电极11和第二电极21的两侧可以配置其他结构，例如墙柱等辅助结构，构成第一微流道41的两侧的围堵面，从而构成完整的微流道。

本实施例中，还包括第三柔性电路板7，第三柔性电路板7折弯成弓形，第三柔性电路板7和第二柔性电路板2层状分布；第三柔性电路板7位于第二柔性电路板2的外侧；

第三柔性电路板7的第一折弯臂向内伸出第三电极71，第二柔性电路板2的第一折弯臂向外伸出第四电极22；

第三电极71和第四电极22中的一个为工作电极，另一个为对电极；第三电极71和第四电极22构成另一个传感器单元3。

本实施例中，第三电极71的顶面正对第四电极22顶面，第三电极71和第四电极22的反应膜均位于顶面；第三电极71和第四电极22的顶面之间构成另一个第一微流道41。

本实施例中，第一微流道41有出入口；第一微流道41的内部设置有导流材料，流道入口处有过滤装置。

实施例二

请参阅图2、图3和图6。

一种微型组装式层状生物传感器结构，还包括第一柔性电路板1和第二柔性电路板2，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2折弯成弓形，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2层状分布；第一柔性电路板1位于第二柔性电路板2的内侧；

第一柔性电路板1的第一折弯臂向外伸出第一电极11，第二柔性电路板2的第一折弯臂向内伸出第二电极21；

第一电极11和第二电极21一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极11和第二电极21构成一个传感器单元3。

第一柔性电路板1折弯后，分为上下两个折弯臂和折弯部分，我们定义其中一个折弯臂为第一折弯臂，定义另外一个折弯臂为第二折弯臂。

本实施例中，第一电极11的顶面正对第二电极21顶面，第一电极11和第二电极21的反应膜均位于顶面；第一电极11和第二电极21的顶面之间构成第一微流道41。

本实施例中，第一电极11的数量为N个，N个第一电极11构成一列，相邻的第一电极11之间通过第一墙柱51连接；

第二电极21的数量为N个，N个第二电极21构成一列，相邻的第二电极21之间通过第二墙柱52连接；

第一电极11、第一墙柱51、第二电极21和第二墙柱52共同构成第一微流道41；

N为自然数，N≥2。

本实施例中，第一柔性电路板1、第二柔性电路板2也设置有第一电极11、第一墙柱51、第二电极21和第二墙柱52，第一电极11、第一墙柱51、第二电极21和第二墙柱52共同构成第一微流道41。

本实施例中，还包括壳体6，壳体6的内部设置有第一上侧卡槽61和第一下侧卡槽62；

第一上侧卡槽61分为第一左侧上卡槽611和第一右侧上卡槽612，第一左侧上卡槽611和第一右侧上卡槽612之间的位置空缺；

第一下侧卡槽62分为第一左侧下卡槽621和第一右侧下卡槽622，第一左侧下卡槽621和第一右侧下卡槽622之间的位置空缺；

第一电极11位于第一柔性电路板1的宽方向的中部，第一电极11的两侧的第一柔性电路板1的边部分别卡入第一左侧上卡槽611和第一右侧上卡槽612；

第一柔性电路板1的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入第一左侧下卡槽621和第一右侧下卡槽622；

壳体6的内侧壁、第一电极11、第一墙柱51、第二电极21和第二墙柱52共同构成第一微流道41。

本实施例中，壳体6的内部设置有第二上侧卡槽63和第二下侧卡槽64；

第二上侧卡槽63分为第二左侧上卡槽631和第二右侧上卡槽632，第二左侧上卡槽631和第二右侧上卡槽632之间的位置空缺；

第二下侧卡槽64分为第二左侧下卡槽641和第二右侧下卡槽642，第二左侧下卡槽641和第二右侧下卡槽642之间的位置空缺；

第二电极21位于第二柔性电路板2的宽方向的中部，第二电极21的两侧的第二柔性电路板2的边部分别卡入第二左侧上卡槽631和第二右侧上卡槽632；

第二柔性电路板2的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入第二左侧下卡槽641和第二右侧下卡槽642。

本实施例中，壳体6的侧壁设置有过孔65，过孔65位于第一微流道41的入口处。

本实施例中，壳体6后端伸出支撑臂8；

第一柔性电路板1的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分9连接，第二柔性电路板2的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分9连接，折弯部分9包括4根以上的线路；2根线路连接一个传感器电极对。

折弯部分9贴合支撑臂8的尾端，第一柔性电路板1的折弯部分的内侧的两个面分别贴合支撑臂8的上下两个壁面。

本实施例中，第一上侧卡槽61和第一下侧卡槽62之间的壁体向中部伸出支撑滤网04，支撑滤网04与壁体的连接部设置有过渡切角05，支撑滤04的厚度为50～300μm。

实施例三

请参阅图4。

本实施例中，第一柔性电路板1的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分9连接，第二柔性电路板2的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分9，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2共用折弯部分9，在电路板的制造过程中，做成类似书本样式的结构方便后续的装配和安装。

实施例四

请参阅图5。

一种微型组装式层状生物传感器结构，还包括第一柔性电路板1和第二柔性电路板2，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2折弯成弓形，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2层状分布；第一柔性电路板1位于第二柔性电路板2的内侧；

第一柔性电路板1的第一折弯臂向外伸出第一电极11，第二柔性电路板2的第一折弯臂向内伸出第二电极21；

第一电极11和第二电极21一个为工作电极，另一个为对电极；第一电极11和第二电极21构成一个传感器单元3。

本实施例中，第一电极11的侧面对着第二电极21侧面，第一电极11和第二电极21的反应膜均位于侧面；第一电极11和第二电极21的侧面之间构成第二微流道42。

本实施例中，第一电极11的数量为N个，N个第一电极11构成一列，相邻的第一电极11之间通过第三墙柱53连接；

第二电极21的数量为N个，N个第二电极21构成一列，相邻的第二电极21之间通过第四墙柱54连接；

第一电极11、第三墙柱53、第二电极21和第四墙柱54共同构成第二微流道42；

N为自然数，N≥2。

本实施例中，第一电极11的端部设置有第一卡头01，第二柔性电路板2的内侧设置第一卡接盲孔24，第一卡头01卡入第一卡接盲孔24；

第二电极21的端部设置有第二卡头02，第一柔性电路板1的外侧设置第二卡接盲孔14，第二卡头02卡入第二卡接盲孔14。

本实施例中，第一柔性电路板1和/或第二柔性电路板2被软硬结合电路板替换。

本实施例中，支撑臂8从壳体6的内侧壁的第一上侧卡槽61和第一下侧卡槽62之间向后伸出；

支撑臂8上设置有卡接槽口85，第一柔性电路板1上设置有信号处理模块16，信号处理模块16卡入卡接槽口85。

本实施例中，壳体6的侧壁设置有过孔65，过孔65位于第二微流道42的入口处。

本实施例中，第二微流道42设置有出口；第二微流道42的内部设置有导流材料。

本实施例中，第一柔性电路板1首先向内折弯，第二柔性电路板2反转后向内折弯，第二电极21的端部的第二卡头02卡入第二卡接盲孔14，第一电极11的端部的第一卡头01卡入第一卡接盲孔24，第二电极21和第一电极11之间构成第二微流道42。

本实施例中，第一柔性电路板1和第二柔性电路板2之间设置有液体进出的微型孔道03。

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 (8)

1.一种微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，包括第一柔性电路板（1）和第二柔性电路板（2），所述第一柔性电路板（1）和第二柔性电路板（2）折弯成弓形，所述第一柔性电路板（1）和所述第二柔性电路板（2）层状分布；折弯成弓形后，所述第一柔性电路板（1）位于所述第二柔性电路板（2）的内侧；

所述第一柔性电路板（1）的第一折弯臂向外伸出第一电极（11），所述第二柔性电路板（2）的第一折弯臂向内伸出第二电极（21）；

所述第一电极（11）和第二电极（21）一个为工作电极，另一个为对电极；所述第一电极（11）和所述第二电极（21）构成一个传感器单元（3）；

所述第一电极（11）的数量为N个，N个第一电极（11）构成一列，相邻的第一电极（11）之间通过第一墙柱（51）连接；

所述第二电极（21）的数量为N个，N个第二电极（21）构成一列，相邻的第二电极（21）之间通过第二墙柱（52）连接；

N为自然数，N≥2；

还包括壳体（6），所述壳体（6）的内部设置有第一上侧卡槽（61）和第一下侧卡槽（62）；

所述第一上侧卡槽（61）分为第一左侧上卡槽（611）和第一右侧上卡槽（612），所述第一左侧上卡槽（611）和第一右侧上卡槽（612）之间的位置空缺；

所述第一下侧卡槽（62）分为第一左侧下卡槽（621）和第一右侧下卡槽（622），所述第一左侧下卡槽（621）和第一右侧下卡槽（622）之间的位置空缺；

所述第一电极（11）位于所述第一柔性电路板（1）的宽方向的中部，所述第一电极（11）的两侧的所述第一柔性电路板（1）的边部分别卡入所述第一左侧上卡槽（611）和第一右侧上卡槽（612）；

所述第一柔性电路板（1）的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入所述第一左侧下卡槽（621）和第一右侧下卡槽（622）；

所述第一电极（11）的顶面正对所述第二电极（21）顶面，所述第一电极（11）和第二电极（21）的反应膜均位于顶面；

所述壳体（6）的内侧壁、第一电极（11）、第一墙柱（51）、第二电极（21）和第二墙柱（52）共同构成第一微流道（41）。

2.如权利要求1所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述壳体（6）的内部设置有第二上侧卡槽（63）和第二下侧卡槽（64）；

所述第二上侧卡槽（63）分为第二左侧上卡槽（631）和第二右侧上卡槽（632），所述第二左侧上卡槽（631）和第二右侧上卡槽（632）之间的位置空缺；

所述第二下侧卡槽（64）分为第二左侧下卡槽（641）和第二右侧下卡槽（642），所述第二左侧下卡槽（641）和第二右侧下卡槽（642）之间的位置空缺；

所述第二电极（21）位于所述第二柔性电路板（2）的宽方向的中部，所述第二电极（21）的两侧的所述第二柔性电路板（2）的边部分别卡入所述第二左侧上卡槽（631）和第二右侧上卡槽（632）；

所述第二柔性电路板（2）的第二折弯臂的两侧的边部分别卡入所述第二左侧下卡槽（641）和第二右侧下卡槽（642）。

3.如权利要求2所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述壳体（6）后端伸出支撑臂（8）；

所述第一柔性电路板（1）的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分（9）连接，所述第二柔性电路板（2）的第一折弯臂和第二折弯臂通过折弯部分（9）连接，所述折弯部分包括4根以上的线路；

所述折弯部分（9）贴合所述支撑臂（8）的尾端，所述第一柔性电路板（1）的折弯部分的内侧的两个面分别贴合所述支撑臂（8）的上下两个壁面。

4.如权利要求2所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，还包括第三柔性电路板（7），第三柔性电路板（7）折弯成弓形，所述第三柔性电路板（7）和所述第二柔性电路板（2）层状分布；所述第三柔性电路板（7）位于所述第二柔性电路板（2）的外侧；

所述第三柔性电路板（7）的第一折弯臂向内伸出第三电极（71），所述第二柔性电路板（2）的第一折弯臂向外伸出第四电极（22）；

所述第三电极（71）和第四电极（22）一个为工作电极，另一个为对电极；所述第三电极（71）和第四电极（22）构成另一个传感器单元（3）。

5.如权利要求1所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述第一电极（11）的侧面对着所述第二电极（21）侧面，所述第一电极（11）和第二电极（21）的反应膜均位于侧面；所述第一电极（11）和第二电极（21）的侧面之间构成第二微流道（42）。

6.如权利要求5所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述第一电极（11）的数量为N个，N个第一电极（11）构成一列，相邻的第一电极（11）之间通过第三墙柱（53）连接；

所述第二电极（21）的数量为N个，N个第二电极（21）构成一列，相邻的第二电极（21）之间通过第四墙柱（54）连接；

所述第一电极（11）、第三墙柱（53）、第二电极（21）和第四墙柱（54）共同构成所述第二微流道（42）。

7.如权利要求6所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述第一电极（11）的端部设置有第一卡头（01），所述第二柔性电路板（2）的内侧设置第一卡接盲孔（24），所述第一卡头（01）卡入所述第一卡接盲孔（24）；

第二电极（21）的端部设置有第二卡头（02），所述第一柔性电路板（1）的外侧设置第二卡接盲孔（14），所述第二卡头（02）卡入所述第二卡接盲孔（14）。

8.如权利要求1~7任一项所述微型组装式层状生物传感器结构，其特征在于，所述第一柔性电路板（1）和/或第二柔性电路板（2）被软硬结合电路板替换。

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