CN207439993U - 一种生物传感器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及生物工程领域，具体来说涉及一种生物传感器,包括衬底，在衬底上印刷有电极阵列，电极阵列包括多个用于检测组织液成分的工作电极，衬底包括工作区域和接线区域，在接线区域上覆盖有绝缘层防止接引线对工作区域造成干扰，在同一衬底上设置了多组电极阵列。本实用新型在同一电极阵列上提供的多个工作电极传感器，能够极大的提组织液浓度的检测范围。除此之外，本实用新型中在连接线上覆盖了绝缘层，避免了连接线电信号对测量结果的干扰，提高了检测精准性。

Description

一种生物传感器
技术领域
本实用新型涉及生物工程领域，具体来说涉及一种生物传感器。
背景技术
在对人体或者动物体进行组织液检测时，经常要用到生物传感器，生物传感器一般是用来检测组织液中成分的浓度，生物传感器中的工作电极根据其电流大小不同，适合检测的精准区域也存在差别，如对于不同个体不同浓度范围的组织液成分利用同一种类型的工作电极进行检测，容易出现检测部精准的问题。
例如，糖尿病的主要特点是缓慢持续上升的血糖浓度，为了检测人体血糖浓度，市场上有多种血糖检测仪器。申请号为201180063434.0的中国专利公开了一种检测浓度的方法，该血糖检测系统通过微细的针刺破表皮，直接监测组织液血糖浓度，准确度较高，但是需要刺破人体皮肤，属于微创技术，且耗材极其昂贵。
还有一种通过反离子电渗透法的生物电极，反离子电渗透法通过在表皮施加电场，组织液中的Na离子向阴极移动，Cl离子向阳极移动，皮肤正常情况下带负电荷，Na离子作为主要载体的离子流，将中性葡萄糖分子携带到皮肤表面，实现无创抽取的目的。然而，基于反离子电渗透法的血糖检测产品，存在抽取组织液时轻微刺激皮肤，存在接线不便捷，工作电极测量血糖浓度范围窄的问题。
实用新型内容
为了解决上述缺陷，本实用新型了提供一种连接线不易对工作电极产生干扰，组织液成分浓度检测范围大，检测更加精准的生物传感器。
为了达到这种效果，本实用新型采用的技术方案如下：
一种生物传感器,包括衬底，所述衬底上印刷有电极阵列，所述电极阵列上设置有多个用于检测组织液成分的工作电极，所述电极阵列通过连接线接到所述衬底边缘部分形成接线部，所述衬底包括工作区域和接线区域，在所述接线区域上覆盖有绝缘层防止接引线对工作区域造成干扰。多个工作电极可以测量不同浓度范围血糖参数，电极阵列的连接线可以接到衬底上与电极阵列在同一面的边缘处，也可以接到反面的边缘处。为了避免连接线对电极阵列造成干扰，在连接线通过的非工作区域上覆盖了绝缘层，该绝缘层还起到防止连接线短路的问题。
优选的，所述电极阵列还包括抽取电极和参比电极和对电极，所述抽取电极用于抽取待检测的人体组织液，所述参比电极用于校准工作电极的工作电压，所述对电极用于与工作电极形成回路。
优选的，所述抽取电极设置电极阵列的最外侧并且环绕内侧的电极阵列将内侧的电极阵列“包裹”在内。抽取电极设置在电极阵列的最外侧，工作时，抽取电极抽取表皮的组织液，然后组织液向中间扩散到工作电极区域，便于工作电极吸收检测组织液成分。
优选的，所述抽取电极整体呈“倒U”型，所述工作电极、参比电极和对电极均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口用来接出接引线。“倒U”型抽取电极的设置使得内部工作电极距离抽取电极的位置都较近，吸取组织液更加均匀准确，便于提高检测精准度。
优选的，所述多组工作电极的面积不同，用于测试不同组织液成分浓度，多组工作电极测得的组织液成分浓度与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据。工作电极面积大小不同，其工作电流也存在差异，不同工作电流的工作电极在测量时，其检测的血糖等生理参数的范围也不一样。由于不同个体或者相同个体在不同时间周期内其组织液成分浓度存在差异，采用不同面积大小的工作电极其测试精准度不一样，不同工作电极针对不同范围组织液浓度测量效果存在差异。所以，在本实用新型中同一电极阵列采用多个工作电极，多个工作电极同时工作，针对不同浓度的组织液浓度范围都可以精准测量。
优选的，在同一衬底上设置有多组电极阵列，多组电极阵列覆盖在人体皮肤上不同区域检测。
优选的，所述覆盖在人体不同区域的多组电极阵列上的工作电极交错工作。
优选的，所述电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。
优选的，在衬底上的所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘，所述凝胶盘上设置有检测酶。
凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；凝胶盘内检测酶成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/或络合剂和/或抗干扰剂。检测酶的具体成分可根据具体需要检测人体生物参数调整。
优选的，所述衬底上接出的导线连接在衬底背面的控制单元上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的固定带。
本实用新型的有益效果是：与现有生物传感器相比，本实用新型在同一电极阵列上提供的多个工作电极传感器结构，能够极大的提高组织液成分浓度的检测范围及其检测精准性。另外，本实用新型中在连接线上覆盖了绝缘层，避免了连接线电信号对测量结果的干扰，也在另一方面提高了检测精准性。
附图说明
图1为电极阵列结构示意图；
图2为衬底正面结构示意图；
图3为衬底背面结构示意图；
图4为生物传感器安装结构示意图。
其中1为衬底，2为电极阵列，3为工作电极，4为抽取电极，5为参比电极|对电极，6为连接线，61为接线部，7为工作区域，8为接线区域，9为绝缘层，10为凝胶盘，11为控制单元，12为固定装置，13为固定带。
具体实施方式
为了便于对本实用新型的理解，下面结合附图对其进行描述：
如图1-4所示，本实用新型了提供一种生物传感器,包括衬底1，衬底1在具体应用时可以是陶瓷、玻璃、高分子或塑料等材料,在衬底1上印刷有电极阵列2，电极阵列上设置有多个用于检测组织液成分的工作电极3，多个工作电极的面积不同，用于测试不同浓度范围的组织液成分浓度。工作电极3面积大小不同，其工作电流也存在差异，不同工作电流的工作电极在测量时，其检测的血糖等生理参数的范围也不一样。由于不同个体或者相同个体在不同时间周期内其组织液浓度存在差异，采用不同面积大小的工作电极其测试精准度不一样，不同工作电极针对不同范围血糖等组织液参数的浓度测量效果存在差异。所以，在本实用新型中在同一电极阵列上采用多个工作电极，多个工作电极同时工作，针对不同浓度的组织液参数范围都可以精准测量。在测量完成后，多个工作电极测得的组织液成分与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据。
在衬底1上，电极阵列2通过连接线6接到所述衬底1边缘部分形成接线部61，衬底1包括工作区域7和接线区域8，由于接线区域8连接线上6有电流通过，电流信号会对生物电极的检测造成干扰，为了避免这个问题，在接线区域8上覆盖有绝缘层9。根据具体使用场景，电极阵列的连接线可以接到衬底上与电极阵列在同一面的边缘处，也可以接到反面的边缘处。为了避免连接线对电极阵列造成干扰，在连接线通过的非工作区域上覆盖了绝缘层。
除此之外，电极阵列2还包括抽取电极4，参比电极和对电极5，抽取电极4用于抽取待检测的人体组织液，参比电极5用于校准工作电极的工作电压，对电极5用于与工作电极形成回路。一般来讲，抽取电极4设置在电极阵列2的最外侧并且环绕内侧的电极阵列将内侧的电极阵列“包裹”在内。抽取电极4设置在电极阵列的最外侧，工作时，抽取电极4抽取表皮的组织液，然后组织液向中间扩散到工作电极区域，便于工作电极3吸收检测组织液成分。
作为一种实施例，抽取电极4整体呈“倒U”型，工作电极3、参比电极和对电极5均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口用来接出接引线。“倒U”型抽取电极4的设置使得内部工作电极3距离抽取电极4的位置都较近，抽取组织液更加均匀准确，便于提高检测精准度。当然抽取电极4还可以设置成带有开口的“圆”型，其具体形状可以根据实际应用场景和应用需求调整。
在本实用新型中，在同一衬底上设置有多组电极阵列，多组电极阵列覆盖在人体皮肤上不同区域检测，覆盖在人体不同区域的多组电极阵列上的工作电极交错工作。
作为一个实施例，电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。当然，电极阵列的具体数量，以及分布的方法都可以根据具体应用场景调整。
在衬底1上的工作电极3、参比电极5、对电极5和抽取电极4的区域覆盖了一层凝胶盘10，所述凝胶盘10上设置有检测酶。检测酶跟人体组织液发生反应，以到达检测组织液成分浓度的目的。
凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；凝胶盘内检测酶成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/或络合剂和/或抗干扰剂。检测酶的具体成分可根据具体需要检测人体生物参数调整。
在衬底1上接出的导线连接在衬底背面的控制单元11上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置12，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的固定带13，一般来讲，该固定带上设置有黏胶，可直接黏贴在人体皮肤上，使用方便。
以上实施例仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限定本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内做出的任何修改、等同替换、改进等均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物传感器,其特征在于，包括衬底，在所述衬底上印刷有电极阵列，所述电极阵列上设置有多个用于检测组织液成分浓度的工作电极，所述电极阵列通过连接线接到所述衬底边缘部分形成接线部，所述衬底包括工作区域和接线区域，在所述接线区域上覆盖有绝缘层防止接引线对工作区域造成干扰。
2.根据权利要求1所述的一种生物传感器，其特征在于，所述电极阵列还包括抽取电极、参比电极和对电极；
所述抽取电极用于抽取待检测的人体组织液；
所述参比电极用于校准工作电极的工作电压；
所述对电极用于与工作电极形成回路。
3.根据权利要求2所述的一种生物传感器，其特征在于，所述抽取电极设置在电极阵列的最外侧并且环绕内侧电极阵列将内侧电极阵列“包裹”在内。
4.根据权利要求3所述的一种生物传感器，其特征在于，所述抽取电极整体呈“倒U”型，所述工作电极、参比电极和对电极均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口处用来接出接引线。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种生物传感器，其特征在于，所述多个工作电极的面积不同，对不同浓度范围的组织液成分进行检测。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种生物传感器，其特征在于，在同一衬底上设置有多组电极阵列，多组电极阵列覆盖在人体皮肤上不同区域检测。
7.根据权利要求6所述的一种生物传感器，其特征在于，所述覆盖在人体不同区域的多组电极阵列上的工作电极交错工作。
8.根据权利要求7所述的一种生物传感器，其特征在于，所述电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。
9.根据权利要求2所述的一种生物传感器，其特征在于，在衬底上的所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘，所述凝胶盘上设置有检测酶。
10.根据权利要求9所述的一种生物传感器，其特征在于，所述衬底上接出的导线连接在衬底背面的控制单元上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的固定带。
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