CN211741295U - 一种便携式检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式检测装置，包括组合后相互之间形成插条插入间隔的样本转移装置和光检测装置;插条具有插入唾液试纸条的试纸插槽,试纸插槽对应唾液试纸条上采样试纸的位置上、下两面分别设有装有底物试纸的弹性压片和开有窗口；样本转移装置具有位于弹性压片上方的压紧件及其驱动件，压紧件具有脱离压片的初始位置和被驱按压压片的压紧位置；光检测装置具有一端朝向窗口的发射光孔和反射光孔，发射光孔和反射光孔的另一端分别安置外接微处理器的光发射元件和光强接受传感器。本实用新型通过合理的设计，可以使样本有效的转移到底物膜片后，便可以检测出数据，易于操作且方便快捷。

Description

一种便携式检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测装置，尤其是一种应激无创性快速检测装置，属于检测设备技术领域。

背景技术

相关研究发现，人体内唾液腺、胰腺等分泌的α-淀粉酶的活性值与人体应激状态密切相关，α-淀粉酶可以作为交感神经系统激活的标志，能够响应心里应激和躯体应激。当精神压力增大时，α-淀粉酶水平会急剧升高，所以检测α-淀粉酶水平可以了解人的精神压力状况，以便及时进行身心调节。检测α-淀粉酶活性常用的方法有典淀粉比色和连续监测法，典淀粉比色法操作繁琐、耗时，连续检测法检测比较准确，但也耗时且需要大型仪器设备和专业人员操作，因此研制一种能检测唾液α-淀粉酶的便携式仪器非常有必要。

《现代科学仪器》2015年6期刊文“唾液α-淀粉酶快速检测仪器研发及应用”：现今国外开发用于检测α-淀粉酶活性的便携式仪器主要是以生物传感器为主，比如MasakiYamaguchi等课题组在生物活性材料的基础上开发了唾液α-淀粉酶生物传感器，该机制是利用淀粉在底物浓度过量时能在α-淀粉酶的催化下产生麦芽糖，而涂在电极表面上的α-糖苷酶将产生的麦芽糖催化氧化下产生电流信号来测定α-淀粉酶的活性。Attia.Ms等课题组在淀粉底物与酶反应的基础上利用溶胶-凝胶和纳米技术开发了用以评估α-淀粉酶活性的光学传感器。

生物传感器检测仪相对于大型仪器来说，对唾液样本需求量小，携带方便，但是将底物膜片修饰到α-淀粉酶生物传感器上的操作复杂、系统稳定性不够、线性范围窄、干扰因素多，要满足实际应用还有待完善。该文作者提出的流动注射技术，要用到流动注射进样器、离心机等设备.血清，尿液和胰液中的淀粉酶水平在诸如一些胰腺和唾液腺，肾和肝以及肿瘤的功能障碍等疾病中显示出高水平。作为测定这些淀粉酶活性的方法，使用改性寡糖基质等酶法，使用分光光度计，自动分析仪等，根据吸光度的变化进行测定【参见公告号为特许第4283634号的日本专利文献】。这些检测设备虽然有所改善，但对样本的转移以及检测还是不够快速和便捷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种方便快捷，易于操作的便携式检测装置，从而使唾液有效地转移至底物膜片上，快速检测出受测者的应激压力。

为了达到以上目的，本实用新型的便携式检测装置的基本技术方案为：包括组合后相互之间形成插条插入间隔的样本转移装置和光检测装置;其特征在于：

所述插条具有插入唾液试纸条的试纸插槽, 所述试纸插槽对应唾液试纸条上采样试纸的位置上、下两面分别设有装有底物试纸的弹性压片和开有窗口；

所述样本转移装置具有位于所述弹性压片上方的压紧件及其驱动件，所述压紧件具有脱离压片的初始位置和被驱按压压片的压紧位置；

所述光检测装置具有一端朝向窗口的发射光孔和反射光孔，所述发射光孔和反射光孔的另一端分别安置外接微处理器的光发射元件和光强接受传感器。

本实用新型通过合理的设计，可以使样本有效的转移到底物膜片后，便可以检测出数据，易于操作且方便快捷。

本实用新型进一步完善的是：所述驱动件为带有轴的扳手，其具有可与所述压紧件接触的扳手底面，所述扳手底面与所述压紧件不接触时，所述压紧件位于所述初始位置，所述扳手底面与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述压紧位置。扳手按压压紧件，受力稳定且易于控制。

再进一步，所述驱动件为被电机驱动的凸轮，所述凸轮最低点与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述初始位置，所述凸轮最高点与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述压紧位置。通过电机驱动实现样本转移，实现半自动控制。

更进一步，所述压紧件装有使其产生朝所述初始位置移位趋势的复位件。

又进一步，所述复位件为弹簧或者磁铁。

还进一步，所述插条具有定位凸起，所述采样试纸条具有至少一个定位缺口，所述定位凸起与所述定位缺口卡接时，所述采样试纸位于所述底物膜片下方。定位凸起与所述定位缺口的卡接便于使用者快速确认试纸与底物膜片已定位。

仍进一步，所述光发射元件为发射光波长在650nm至850nm范围的光发射管。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型提供的修饰的寡糖分子式。

图2为本实用新型提供的寡糖试纸插条示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本实用新型提供的唾液试纸条示意图。

图5为本实用新型的实施例一唾液转移位置剖视图。

图6为本实用新型的实施例一光检测位置剖视图。

图7为本实用新型的实施例一立体分解结构示意图。

图8为本实用新型的实施例二唾液转移位置剖视图。

图9为本实用新型的实施例二光检测位置剖视图。

图10为本实用新型的实施例二立体分解结构示意图。

图11为本实用新型提供的微控制器处理系统组成示意图。

图12为本实用新型实施例一微控制器处理系统软件流程图

具体实施方式

实施例一

本实施例的修饰的寡糖如图1所示，在分子式中，R1和R2为氢原子或保护基。保护基没有特别的限制。例如，保护基可以是一个非取代或取代的低级烷基，或降低烷氧基，苯基，叠氮基，卤素，N-单烷基氨基氨基甲酰氧基，烷基或芳基磺酰氧基，烷氧基，α-葡萄糖基，α-麦芽糖基和β-半乳糖基。R1和R2可能为交联，交联基团可进一步被取代。R3为信号生成基团，该基团宜用芳香发色基，其信号能被光学检测。N为0～5。在上面的分子式中，虽然-OR3位于具有还原末端糖2-位的β取代，但有时也有α取代。

唾液中的α-淀粉酶一种消化酶，可水解多聚糖，如淀粉和直链淀粉。通过实验发现，α-淀粉酶和修饰的寡糖底物反应后，特定波长的光照射到寡糖底物后，光会被吸收，吸收的强度与α-淀粉酶的浓度相关，通过测量反射光的强弱即可判断α-淀粉酶的浓度，进而判断被测对象的应激压力水平。

本方案使用修饰的寡糖作为测定α-淀粉酶活性的底物。所谓“修饰”是指一个能被鉴别的标记化合物连接到寡糖的还原末端，该化合物能被淀粉酶或复合酶释放。包括修饰的寡糖较多的是G2～G7，尤其是G2～G5。关于标记化合物，色原体被普遍使用，例如，4-硝基苯酚（PNP），2-氯-4-硝基苯酚（CNP）和2，4-二氯苯酚（Cl2P）。被这些色原体修饰的寡糖的例子有：2-chloro-4-nitrophenol-4-O-β-D-galactopyranosyl-maltoside(GAL-G2-CNP),GAL-G4-CNP,GAL-G5-CNP，5-CNP(2-chloro-4-nitrophenyl-maltoprntaose),G7-CNP,G5-PNP(p-nitrophenyl-maltopentaose),G6-CNP(2-chloro-p-nitrophenyl-maltotetraose)和G7-PNP。其中，GAL-G2-CNP，GAL-G4-CNP尤为理想，淀粉酶水解的位点仅有一个。

本实施例的便携式检测装置如图2至6所示，具有寡糖试纸插条1的寡糖试纸1-1厚400微米、长宽皆为4毫米的薄膜，以修饰的寡糖为底物和竞争抑制剂固定在薄膜上，薄膜表面均匀，薄膜的材料可以用纸，硝化纤维，尼龙和多孔玻璃。本实施例选用硝化纤维为薄膜材料，以修饰的寡糖GAL-G2-CNP为底物，把薄膜固定在插条上。如图3所示，寡糖试纸插条1具有试纸插槽1-5，寡糖试纸1-1位于照射窗口1-3正对的寡糖试纸弹性压片1-4上。

唾液试纸条2的唾液试纸2-1由棉质纤维制成，厚度为1毫米、长宽皆为10毫米。受测者首先把一次性使用的该唾液试纸条2的唾液试纸2-1放入口腔用唾液润透唾液试纸。如图4所示，唾液试纸2-1放置在唾液试纸插条2的端部位置。唾液试纸条2上有两个定位缺口2-2、2-3便于定位。

如图5所示，唾液试纸条2位于试纸插槽1-5内，寡糖试纸插条1的定位卡1-2卡入唾液试纸条2唾液试纸2-1的定位缺口2-3中，寡糖试纸1-1正对唾液试纸2-1，唾液转移装置3的扳手3-1为扳起状态，扳手3-1绕扳手轴3-2转动，扳手底面使压紧块3-3压到寡糖试纸弹性压片1-4上，将寡糖试纸1-1和唾液试纸2-1压在一起，以让唾液试纸上的唾液转移到寡糖试纸上。受测者将插入润透唾液的唾液试纸插条2插入寡糖试纸条1中，直到定位卡卡住唾液试纸的定位缺口2-3，唾液试纸正对着寡糖试纸，然后把寡糖试纸插条1插入便携式检测装置中的唾液转移装置3与光检测装置4形成的间隔中，检测人员掀起唾液转移装置3的扳手3-1，唾液转移装置把唾液试纸2-1与寡糖试纸1-1压在一起，检测人员可以将扳手3-1扳至扳起状态维持10s，使唾液试纸上的唾液充分渗透到寡糖试纸上。唾液转移装置能够以恒定压力和固定时间使唾液有效地转移至寡糖试纸上。

如图6所示，唾液转移装置3的扳手3-1为未扳起状态，压紧块3-3在弹簧3-4的作用下回到初始位置，此处除了弹簧外，还可以是磁铁或者其他使压紧块具有趋向初始位置作用力的复位元件。寡糖试纸插条1的定位卡1-2卡入唾液试纸条2唾液试纸2-1的定位缺口2-2中，此时寡糖试纸1-1正对照射窗口1-3，位于光检测装置4的发射光孔4-1内的光发射管5-1发射的光沿着发射光孔4-1垂直照射到寡糖试纸1-1上，寡糖试纸1-1上的部分漫反射光通过反射光孔4-2到达光强接受传感器5-2，该发射光孔4-1与反射光孔4-2互不相通，可以避免发射的光直接照射到光强接受传感器上，影响对寡糖试纸漫反射光光强的检测值，该光强检测装置采用黑色塑料以减少光的漫反射。实验表明，以光波长为平面坐标X轴，接受到的反射光光强为Y轴，反射光光强在X轴向呈上半正弦波分布，以750nm附近为峰值，两端650nm和850nm处为谷值。本实施例中的光发射管5-1选用直插封装主波长为750nm的发光管，光强接受传感器5-2选用光敏电阻。受测者放下扳手3-1，抽出唾液试纸条2，直到定位卡1-2卡住唾液试纸的定位缺口2-2，启动微处理器控制发光管5-1发光照射到寡糖试纸1-1，寡糖试纸1-1上光反射到光敏电阻5-2，微控制处理器测得光敏电阻电压，该电压值与光强有正相关性。选择不同应激状态的测试者，通过大量实验获得不同应激状态下光敏电阻电压，作为基础数据，把受测者的电压值与基础数据做对比，即可知道受测者的应激状态。

微处理器处理系统组成如图9所示，由微控制器、供电模块、语音模块、显示模块、数据采集模块、存储模块和时钟模块组成。微控制器选用工作时钟频率最高可达72MHz的ARMv7架构的STM32F103；语音模块采用BY8001-SSOP24MP3作为主控芯片；存储模块采用铁电工艺制造的63K位非易失性存储器FM24CL64；显示模块采用型号为OCM240160的图形点阵液晶；时钟模块选用低功耗的CMOS实时时钟日历芯片PCF8563。数据采集模块由主波长750nm的发光管和光敏电阻组成，STM32F103控制发光光发光，并利用自身A/D转换测量光敏电阻的电压值。

实施例二

本实施例的唾液转移装置3’如图7、8、9所示，唾液试纸条2位于试纸插槽1-5内，寡糖试纸插条1的定位卡1-2卡入唾液试纸条2唾液试纸2-1的定位缺口2-3中，寡糖试纸1-1正对唾液试纸2-1，唾液转移装置3’的弹簧压紧块3’-3为下压状态，弹簧压紧块3’-3随电机3’-1驱动的凸轮3’-2上下运动，运动过程中凸轮最高点与弹簧压紧块3’-3接触时，弹簧压紧块3’-3压到寡糖试纸弹性压片1-4上，将寡糖试纸1-1和唾液试纸2-1压在一起，以让唾液试纸上的唾液转移到寡糖试纸上。微处理器5控制电机3’-1转动维持10s，使唾液试纸上的唾液充分渗透到寡糖试纸上，后控制电机3’-1转动凸轮3’-2复位，弹簧压紧块3’-3在弹簧3’-4的作用下回到初始位置，此时凸轮最低点与弹簧压紧块3’-3接触（如图8所示），抽出唾液试纸条2，直到定位卡1-2卡住唾液试纸的定位缺口2-2。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种便携式检测装置,包括组合后相互之间形成插条(1)插入间隔的样本转移装置(3)和光检测装置(4)；其特征在于：

所述插条(1)具有插入唾液试纸条(2)的试纸插槽(1-5),所述试纸插槽对应唾液试纸条(2)上采样试纸(2-1)的位置上、下两面分别设有装有底物试纸(1-1)的弹性压片(1-4)和开有窗口(1-3)；

所述样本转移装置(3)具有位于所述弹性压片(1-4)上方的压紧件(3-3)及其驱动件，所述压紧件(3-3)具有脱离压片的初始位置和被驱按压压片的压紧位置；

所述光检测装置(4)具有一端朝向所述窗口(1-3)的发射光孔(4-1)和反射光孔(4-2)，所述发射光孔(4-1)和反射光孔(4-2)的另一端分别安置外接微处理器(5)的光发射元件(5-1)和光强接受传感器(5-2)。

2.根据权利要求1所述的便携式检测装置，其特征在于：所述驱动件为带有轴(3-2)的扳手(3-1)，其具有可与所述压紧件接触的扳手底面，所述扳手底面与所述压紧件不接触时，所述压紧件位于所述初始位置，所述扳手底面与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述压紧位置。

3.根据权利要求1所述的便携式检测装置，其特征在于：所述驱动件为被电机(3’-1)驱动的凸轮(3’-2)，所述凸轮最低点与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述初始位置，所述凸轮最高点与所述压紧件接触时，所述压紧件位于所述压紧位置。

4.根据权利要求1、2或3所述的便携式检测装置，其特征在于：所述压紧件装有使其产生朝所述初始位置移位趋势的复位件(3-4)。

5.根据权利要求4所述的便携式检测装置，其特征在于：所述复位件为弹簧或者磁铁。

6.根据权利要求5所述的便携式检测装置，其特征在于：所述插条具有定位凸起(1-2)，所述采样试纸条具有至少一个定位缺口(2-2、2-3)，所述定位凸起与所述定位缺口卡接时，所述采样试纸位于所述底物试纸下方。

7.根据权利要求6所述的便携式检测装置，其特征在于：所述光发射元件(5-1)为发射光波长在650nm至850nm范围的光发射管。

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