CN110715968B - 一种微流道微型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流道微型组装式生物传感器结构，包括支架和柔性电路板，柔性电路板上设置有工作电极和对电极；支架包括中部支座，中部支座设置有微流道，微流道贯通中部支座的高方向；柔性电路板折弯设置，工作电极和对电极分别位于柔性电路板折弯后的内部的两相对面，工作电极和对电极从微流道的高方向的两侧伸入微流道；工作电极和对电极的顶面相对设置。将工作电极WE、对电极CE/参比电极RE分离，采用柔性弯折结构连接，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，工作电极WE和其他电极距离远，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；微流道巧妙的设置在支架中间，结构紧凑、流体流动方便。
Description
技术领域
本发明涉及生物化学参数采集技术领域，具体涉及一种微流道微型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流道微型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。
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架和柔性电路板，柔性电路板上设置有工作电极和对电极；
支架包括中部支座，中部支座设置有微流道，微流道贯通中部支座的高方向；
柔性电路板折弯设置，工作电极和对电极分别位于柔性电路板折弯后的内部的两相对面，工作电极和对电极从微流道的高方向的两侧伸入微流道；工作电极和对电极的顶面相对设置。
优选的，微流道的高度为50~500 μm。
优选的，支架的侧部设置有液体排出孔，支架的前部设置有液体入口孔，液体排出孔与微流道的后端连接，液体入口孔与微流道的前端连通。
本实施例中，微流道111内设置有支撑滤网01，支撑滤网01的侧壁与支架1的内壁的连接处设置有过渡切角02；
工作电极21和对电极22的表面设置有微型伸出电极，微型伸出电极伸入支撑滤网01的网孔的内部。
优选的，柔性电路板设置有工作极伸出台和对极伸出台；工作电极从工作极伸出台伸出，对电极从对极伸出台伸出；
支架还设置有上卡槽和下卡槽，上卡槽的底面为中部支座的顶面，下卡槽的顶面为中部支座的底面；
工作极伸出台卡入上卡槽，对极伸出台卡入下卡槽。
优选的，上卡槽的上台面的两侧设置有上定位卡壳，下卡槽的上台面的两侧设置有下定位卡壳；
柔性电路板的上臂的两侧面抵靠在上定位卡壳的内侧面，柔性电路板的上臂的底面压在上卡槽的上台面上；
柔性电路板的下臂的两侧面抵靠在下定位卡壳的内侧面，柔性电路板的下臂的底面压在下卡槽的上台面上。
优选的，柔性电路板的上臂的两侧面通过胶体粘接在上定位卡壳的内侧面，柔性电路板的上臂的底面通过胶体粘接上卡槽的上台面上；
柔性电路板的下臂的两侧面通过胶体粘接在下定位卡壳的内侧面，柔性电路板的下臂的底面通过胶体粘接在下卡槽的上台面上。
优选的，工作电极的数量在N个以上；N个工作电极呈单列排布；
对电极的数量在N个以上；N个对电极呈单列排布；
工作电极和对电极一一相对设置；
N为自然数，N≥2。
优选的，柔性电路板上还设置有信号处理模块，信号处理模块通过柔性电路板内嵌的导电线路连接工作电极和对电极。
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架和柔性电路板，柔性电路板上设置有工作电极和对电极；
支架包括中部支座，中部支座设置有微流道，微流道贯通中部支座的高方向；
柔性电路板折弯设置，工作电极和对电极分别位于柔性电路板折弯后的内部的两相对面，工作电极和对电极从微流道的高方向的两侧伸入微流道；工作电极和对电极的高方向上重叠；工作电极和对电极的侧面相对设置。
优选的，柔性电路板设置有工作极伸出台和对极伸出台；工作电极从工作极伸出台伸出，对电极从对极伸出台伸出；
支架还设置有上卡槽和下卡槽，上卡槽的底面为中部支座的顶面，下卡槽的顶面为中部支座的底面；
工作极伸出台卡入上卡槽，对极伸出台卡入下卡槽。
优选的，上卡槽的上台面的两侧设置有上定位卡壳，下卡槽的上台面的两侧设置有下定位卡壳；
柔性电路板的上臂的两侧面抵靠在上定位卡壳的内侧面，柔性电路板的上臂的底面压在上卡槽的上台面上；
柔性电路板的下臂的两侧面抵靠在下定位卡壳的内侧面，柔性电路板的下臂的底面压在下卡槽的上台面上。
为了清楚的表示伸出状态，没有接触到对面；也可以卡接到对面。
本发明的有益效果为：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；微流道巧妙的设置在支架中间，结构紧凑、流体流动方便，便于工作电极和对电极工作。
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是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的装配结构示意图。
图2是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的支架的一个视角的结构示意图。
图3是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的支架的另一个视角的结构示意图。
图4是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的柔性电路板的实施例一的弯折后的结构示意图。
图5是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的柔性电路板的实施例二的弯折后的结构示意图。
图6是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的柔性电路板的实施例三的弯折后的一个视角的结构示意图。
图7是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的柔性电路板的实施例三的另一个视角的弯折后的结构示意图。
图8是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构实施例四的的柔性电路板的弯折后的结构示意图。
图9是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的实施例五的支架的结构示意图。
图10是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的实施例六的支架的结构示意图。
图11是本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构的实施例一的支架的结构示意图。
图中：
1-支架；11-中部支座；111-微流道；12-液体排出孔；13-液体入口孔；151-上卡槽；141-上定位卡壳；142-下定位卡壳；152-下卡槽；2-柔性电路板；21-工作电极；22-对电极；23-工作极伸出台；24-对极伸出台；25-信号处理模块；28-第二支撑柱；29-第一支撑柱29；6-储液咽喉；8-支撑条；01-支撑滤网；02-过渡切角；03-支撑臂；031-卡接槽口。
具体实施方式
下面结合附图1~11对本发明一种微流道微型组装式生物传感器结构作进一步说明。
实施例一
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的顶面相对设置。
本实施例中，支架1的侧部设置有液体排出孔12，支架1的前部设置有液体入口孔13，液体入口孔13处设置有引流过滤结构，液体排出孔12与微流道111的后端连接，液体入口孔13与微流道111的前端连通。
本实施例中，微流道111为变径流道，在工作电极21和对电极22伸入的部分孔径比较大形成储液咽喉6，有存储液体和进行电极反应的作用，在其他部分孔径较小，便于通过虹吸效应进行液体的流动和传输。
本实施例中，储液咽喉6的数量为2个，储液咽喉6之间的通道比较细小，储液咽喉的孔径较大。
将工作电极21（work electrode，简称WE，工作电极）、对电极22（counterelectrode，对电极，简称CE）/参比电极（Reference electrode，参比电极，简称RE） 分离，采用柔性弯折结构连接，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，工作电极21和其他电极距离远，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；微流道111巧妙的设置在支架11中间，结构紧凑、流体流动方便。
本实施例中，微流道111内设置有支撑滤网01，支撑滤网01的侧壁与支架1的内壁的连接处设置有过渡切角02；
工作电极21和对电极22的表面设置有微型伸出电极，微型伸出电极伸入支撑滤网01的网孔的内部。
本实施例中，柔性电路板2上还设置有信号处理模块25，信号处理模块25通过柔性电路板2内嵌的导电线路连接工作电极21和对电极22。
本实施例中，支架1的后端伸出支撑臂03，支撑臂03上设置有与信号处理模块25对应的卡接槽口031。
本实施例中，柔性电路板2支撑在支撑臂03的上下两侧。
实施例二
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的顶面相对设置。
本实施例中，柔性电路板2设置有工作极伸出台23和对极伸出台24；工作电极21从工作极伸出台23伸出，对电极22从对极伸出台24伸出；
支架1还设置有上卡槽151和下卡槽152，上卡槽151的底面为中部支座11的顶面，下卡槽152的顶面为中部支座11的底面；
工作极伸出台23卡入上卡槽151，对极伸出台24卡入下卡槽152。
工作极伸出台23和对极伸出台24的尺寸大于工作电极21和对电极22，工作电极21和对电极22比较精细、小巧，装配难度要求较高。通过设置尺寸较大的工作极伸出台23和对极伸出台24，实现了与支架1的精密装配。
本实施例中，工作极伸出台23上设置有2个以上的工作电极21。对极伸出台24上设置有2个以上的对电极22。
本实施例中，上卡槽151的上台面的两侧设置有上定位卡壳141，下卡槽152的上台面的两侧设置有下定位卡壳142；
柔性电路板2的上臂的两侧面抵靠在上定位卡壳141的内侧面，柔性电路板2的上臂的底面压在上卡槽151的上台面上；
柔性电路板2的下臂的两侧面抵靠在下定位卡壳142的内侧面，柔性电路板2的下臂的底面压在下卡槽152的上台面上。
本实施例中，柔性电路板2的上臂的两侧面通过胶体粘接在上定位卡壳141的内侧面，柔性电路板2的上臂的底面通过胶体粘接上卡槽151的上台面上；
柔性电路板2的下臂的两侧面通过胶体粘接在下定位卡壳142的内侧面，柔性电路板2的下臂的底面通过胶体粘接在下卡槽152的上台面上。
本实施例中，工作电极21的数量在N个以上；N个工作电极21呈单列排布；
对电极22的数量在N个以上；N个对电极22呈单列排布；
工作电极21和对电极22一一相对设置；
N为自然数，N≥2。
本实施例中，柔性电路板2上还设置有信号处理模块25，信号处理模块25通过柔性电路板2内嵌的导电线路连接工作电极21和对电极22。
实施例三
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的高方向上重叠；工作电极21和对电极22的侧面相对设置。
本实施例中，柔性电路板2设置有工作极伸出台23和对极伸出台24；工作电极21从工作极伸出台23伸出，对电极22从对极伸出台24伸出；
支架1还设置有上卡槽151和下卡槽152，上卡槽151的底面为中部支座11的顶面，下卡槽152的顶面为中部支座11的底面；
工作极伸出台23卡入上卡槽151，对极伸出台24卡入下卡槽152。
本实施例中，上卡槽151的上台面的两侧设置有上定位卡壳141，下卡槽152的上台面的两侧设置有下定位卡壳142；
柔性电路板2的上臂的两侧面抵靠在上定位卡壳141的内侧面，柔性电路板2的上臂的底面压在上卡槽151的上台面上；
柔性电路板2的下臂的两侧面抵靠在下定位卡壳142的内侧面，柔性电路板2的下臂的底面压在下卡槽152的上台面上。
实施例四
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的高方向上重叠；工作电极21和对电极22的侧面相对设置。
本实施例中，柔性电路板2设置有工作极伸出台23和对极伸出台24；工作电极21从工作极伸出台23伸出，对电极22从对极伸出台24伸出；
支架1还设置有上卡槽151和下卡槽152，上卡槽151的底面为中部支座11的顶面，下卡槽152的顶面为中部支座11的底面；
工作极伸出台23卡入上卡槽151，对极伸出台24卡入下卡槽152。
本实施例中，上卡槽151的上台面的两侧设置有上定位卡壳141，下卡槽152的上台面的两侧设置有下定位卡壳142；
柔性电路板2的上臂的两侧面抵靠在上定位卡壳141的内侧面，柔性电路板2的上臂的底面压在上卡槽151的上台面上；
柔性电路板2的下臂的两侧面抵靠在下定位卡壳142的内侧面，柔性电路板2的下臂的底面压在下卡槽152的上台面上。
本实施例中，工作电极21的端面伸出第一支撑柱29，第一支撑柱29卡入对面的柔性电路板2预设的卡孔内；对电极22的端面伸出第二支撑柱28，第二支撑柱28卡入对面的柔性电路板2预设的卡孔内，第一支撑柱29和第二支撑柱28可以保证工作电极21和对电极22获得稳定的支撑。
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。
实施例五
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的顶面相对设置。
本实施例中，支架1的侧部设置有液体排出孔12，支架1的前部设置有液体入口孔13，液体排出孔12与微流道111的后端连接，液体入口孔13与微流道111的前端连通。
微流道111是一个方框型，流体流动开阔。
实施例六
一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架1和柔性电路板2，柔性电路板2上设置有工作电极21和对电极22；
支架1包括中部支座11，中部支座11设置有微流道111，微流道111贯通中部支座11的高方向；
柔性电路板2折弯设置，工作电极21和对电极22分别位于柔性电路板2折弯后的内部的两相对面，工作电极21和对电极22从微流道111的高方向的两侧伸入微流道111；工作电极21和对电极22的顶面相对设置。
本实施例中，支架1的侧部设置有液体排出孔12，支架1的前部设置有液体入口孔13，液体排出孔12与微流道111的后端连接，液体入口孔13与微流道111的前端连通。
微流道111设置有多个支撑条8，支撑条8将开阔的微流道分割成微流道分支，进一步提高了虹吸效应，提高了液体流动的动力。同时，支撑条8对工作电极21和对电极22进行了有力的支撑，提高了结构的稳定性。
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 (5)
1.一种微流道微型组装式生物传感器结构，包括支架(1)，其特征在于，还包括柔性电路板(2)，所述柔性电路板(2)上设置有工作电极(21)和对电极(22)；
所述支架(1)包括中部支座(11)，所述中部支座(11)设置有微流道(111)，所述微流道(111)贯通所述中部支座(11)的高方向；
所述柔性电路板(2)折弯设置，所述工作电极(21)和对电极(22)分别位于所述柔性电路板(2)折弯后的内部的两相对面，所述工作电极(21)和对电极(22)从所述微流道(111)的高方向的两侧伸入所述微流道(111)；所述工作电极(21)和对电极(22)的顶面相对设置；所述柔性电路板(2)设置有工作极伸出台(23)和对极伸出台(24)；所述工作电极(21)从所述工作极伸出台(23)伸出，所述对电极(22)从所述对极伸出台(24)伸出；
所述支架(1)还设置有上卡槽(151)和下卡槽(152)，所述上卡槽(151)的底面为所述中部支座(11)的顶面，所述下卡槽(152)的顶面为所述中部支座(11)的底面；
工作极伸出台(23)卡入所述上卡槽(151)，所述对极伸出台(24)卡入所述下卡槽(152)；所述支架(1)的侧部设置有液体排出孔(12)，所述支架(1)的前部设置有液体入口孔(13)，所述液体排出孔(12)与所述微流道(111)的后端连接，所述液体入口孔(13)与所述微流道(111)的前端连通；
所述微流道(111)内设置有支撑滤网(01)，所述支撑滤网(01)的侧壁与所述支架(1)的内壁的连接处设置有过渡切角(02)。
2.如权利要求1所述微流道微型组装式生物传感器结构，其特征在于，所述上卡槽(151)的上台面的两侧设置有上定位卡壳(141)，所述下卡槽(152)的上台面的两侧设置有下定位卡壳(142)；
所述柔性电路板(2)的上臂的两侧面抵靠在所述上定位卡壳(141)的内侧面，所述柔性电路板(2)的上臂的底面压在所述上卡槽(151)的上台面上；
所述柔性电路板(2)的下臂的两侧面抵靠在所述下定位卡壳(142)的内侧面，所述柔性电路板(2)的下臂的底面压在所述下卡槽(152)的上台面上。
3.如权利要求2所述微流道微型组装式生物传感器结构，其特征在于，所述柔性电路板(2)的上臂的两侧面通过胶体粘接在所述上定位卡壳(141)的内侧面，所述柔性电路板(2)的上臂的底面通过胶体粘接所述上卡槽(151)的上台面上；
所述柔性电路板(2)的下臂的两侧面通过胶体粘接在所述下定位卡壳(142)的内侧面，所述柔性电路板(2)的下臂的底面通过胶体粘接在所述下卡槽(152)的上台面上。
4.如权利要求1所述微流道微型组装式生物传感器结构，其特征在于，所述工作电极(21)的数量在N个以上；N个所述工作电极(21)呈单列排布；
所述对电极(22)的数量在N个以上；N个所述对电极(22)呈单列排布；
所述工作电极(21)和所述对电极(22)一一相对设置；
N为自然数，N≥2。
5.如权利要求1所述微流道微型组装式生物传感器结构，其特征在于，所述柔性电路板(2)上还设置有信号处理模块(25)，所述信号处理模块(25)通过所述柔性电路板(2)内嵌的导电线路连接所述工作电极(21)和对电极(22)。
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