專利名稱：一種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物傳感測試領(lǐng)域，具體的說，涉及一種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，用于測試與生物體液中被分析物的含量(諸如血糖含量)相關(guān)的信號的生物傳感器系統(tǒng)包含生物傳感測試條及使用此測試條的測試系統(tǒng)。圖1為一典型的生物傳感測試條；該生物傳感測試條由基片12、基片一端上的生物試劑18、與生物試劑18導(dǎo)通的導(dǎo)電區(qū)域14、16組成。在測試電極14a、16a之間施加一恒定電位差，以便檢測生物試劑18與生化樣品中的被測物質(zhì)反應(yīng)所產(chǎn)生的電信號。這種結(jié)構(gòu)的生物傳感測試條的缺點是通過電極接觸端子14b、16b之間施加的電位即使恒定，由于任何導(dǎo)電材質(zhì)都存在寄生電阻，經(jīng)過導(dǎo)通通道14c、16c而實際施加于測試電極14a、16a之間的電位差不是所施加的電位差；并且由于生物傳感測試條的寄生電阻并不能做到完全一致，所以實際施加于測試電極14a、16a之間的電位差也不能做到恒定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)，能夠有效改善生物傳感測試精度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種生物傳感測試儀，包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一參考電壓源、第二參考電壓源、檢測器件， 以及第一端口、第二端口、第三端口、第四端口 ；所述第一運算放大器的第一輸入連接所述第一參考電壓源，第二輸入連接所述第二端口，所述第一運算放大器的輸出連接所述第一端口，以及連接所述檢測器件；所述第二運算放大器的第一輸入連接所述第二參考電壓源， 第二輸入連接所述第四端口，所述第二運算放大器的輸出連接所述第三端口。在所述生物傳感測試儀的一種實施例中，所述生物傳感測試儀還包括電阻，所述電阻連接在所述第一運算放大器的輸出與所述第一端口之間。在所述生物傳感測試儀的一種實施例中，所述電阻的阻值為生物傳感測試時與所述生物傳感測試儀配合使用的生物傳感測試條的寄生電阻的10倍以上。在所述生物傳感測試儀的一種實施例中，所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為數(shù)模轉(zhuǎn)換器。在所述生物傳感測試儀的一種實施例中，所述檢測器件為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在所述生物傳感測試儀的一種實施例中，還包括微處理器，具有與所述第一參考電壓源相連的第一控制輸出端以及與所述第二參考電壓源相連的第二控制輸出端，用以控制所述第一參考電壓源與所述第二參考電壓源的輸出電位設(shè)定；所述微處理器還具有與所述檢測器件相連的輸入端；所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為所述微處理器內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述檢測器件為所述微處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明還提供了一種生物傳感測試系統(tǒng)，包括生物傳感測試條和與所述生物傳感測試條配合而進行生物傳感測試的生物傳感測試儀，所述生物傳感測試條包括第一測試電極、與第一測試電極連通的第一導(dǎo)通通道、第二導(dǎo)通通道、第二測試電極、與第二測試電極連通的第三導(dǎo)通通道、第四導(dǎo)通通道；所述生物傳感測試儀包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一參考電壓源、第二參考電壓源、檢測器件，以及第一端口、第二端口、第三端口、 第四端口 ；所述第一運算放大器的第一輸入連接所述第一參考電壓源，第二輸入連接所述第二端口，所述第一運算放大器的輸出連接所述第一端口，以及連接所述檢測器件；所述第二運算放大器的第一輸入連接所述第二參考電壓源，第二輸入連接所述第四端口，所述第二運算放大器的輸出連接所述第三端口 ；使用時，第一端口與所述第一導(dǎo)通通道耦合、第二端口與所述第二導(dǎo)通通道耦合、第三端口與所述第三導(dǎo)通通道耦合、第四端口與所述第四導(dǎo)通通道耦合。在所述生物傳感測試系統(tǒng)的一種實施例中，所述生物傳感測試儀還包括電阻，所述電阻連接在所述第一運算放大器的輸出與所述第一端口之間。在所述生物傳感測試系統(tǒng)的一種實施例中，所述電阻的阻值為所述生物傳感測試條的寄生電阻的10倍以上。在所述生物傳感測試系統(tǒng)的一種實施例中，所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述檢測器件為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在進行生物傳感測試時，生物試劑與生物分析物反應(yīng)，生成微電流，但由于運算放大器具有非常大的輸入阻抗，微電流只能流進或流出第一運算放大器的輸出，即在第一導(dǎo)通通道上流動；而連接第一運算放大器第二輸入的第二導(dǎo)通通道上沒有電流流動，也就是說，第二導(dǎo)通通道上的電位一致，第一測試電極與第一運算放大器的第二輸入的電位相同， 第一測試電極的電位可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334準(zhǔn)確的設(shè)定，保證實際施加到生物傳感測試條上的電壓差為所需的電壓差，使得生物傳感測試條的測試電極得到設(shè)定的電位，確保了生物傳感測試的精度。進一步的，通過串聯(lián)電阻到第一運算放大器的輸出與生物傳感測試條的第一導(dǎo)通通道之間，由于串聯(lián)電阻通常遠遠大于寄生電阻，例如，在所述的一種實施例中，將串聯(lián)電阻設(shè)置為至少為寄生電阻的10倍以上，從而寄生電阻上形成的壓降將大大減少，壓降將主要集中到串聯(lián)電阻，這樣通過第一運算放大器的輸出檢測生物傳感的電信號時，寄生電阻的對電信號檢測的影響將大大降低，因而降低了寄生電阻對測試精度的影響，進一步提高了生物傳感測試精度。


圖1為一種典型的生物傳感測試條；圖2為本發(fā)明實施例所使用的生物傳感測試條；圖3為本發(fā)明一種實施例的生物傳感測試儀；圖4為本發(fā)明另一種實施例的生物傳感測試儀。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明涉及一種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)。所述生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)用于測試與生物體液中被分析物的含量一諸如血糖含量相關(guān)的信號，也可用于測量與干擾一諸如血糖中血細胞比容及溫度相關(guān)的信號，以便分析被分析物的含量信號。本發(fā)明實施例所提出的這種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)，能將所需的電位差(通常為恒定電位差，但不限于恒定電位差)施加到反應(yīng)區(qū)的測試電極，且同時補償生物傳感測試條導(dǎo)通通道的寄生電阻，從而盡可能地減小生物傳感測試條的寄生電阻對測試精度的影響。參見圖2，本發(fā)明實施例中所使用的生物傳感測試條包括基片12，一般可以是 350uM厚的膠片，如PET或PVC等；工作電極226、214及對電極216、224，可以通過印刷或電鍍等工藝制作而成；其中，標(biāo)號2 作為標(biāo)號226a、2^b、226c的統(tǒng)稱；標(biāo)號214作為標(biāo)號214a,214b,214c的統(tǒng)稱；標(biāo)號216作為標(biāo)號216a,216b,216c的統(tǒng)稱；標(biāo)號224作為標(biāo)號 224a、224b、224c的統(tǒng)稱。標(biāo)號a、b、c的含義如下測試電極a——反應(yīng)區(qū)中的電極部分2^a、2Ha、216a、22^ ；接觸端子b——與生物傳感測試儀相連接的部分2^b、214b、216b、224b ；導(dǎo)電條c——連接測試電極與接觸端子的部分2^c、2HC、216c、22k ；上述各電極的bca或acb構(gòu)成生物傳感測試條的各個導(dǎo)通通道，其中，226b,226c, 226a構(gòu)成第一導(dǎo)通通道，214b,214c,214a構(gòu)成第二導(dǎo)通通道，216b,216c,216a構(gòu)成第三導(dǎo)通通道，2Mb、22k、22^構(gòu)成第四導(dǎo)通通道。第一測試電極226a、2Ha與第一導(dǎo)通通道、第二導(dǎo)通通道連通；第二測試電極216^22 與第三導(dǎo)通通道、第四導(dǎo)通通道連通。生物試劑18，通過印刷或噴涂、點液等工藝附著于生物傳感測試條一端的測試電極216a、214a。當(dāng)給測試電極216a、2Ha加上一電位差時，生物試劑18與所需測定含量的生物分析物反應(yīng)，即可測定所述生物分析物反應(yīng)的含量。生物傳感測試條具有一反應(yīng)區(qū)20。反應(yīng)區(qū)20包含測試電極2Ha、216a，測試電極與所需測定含量的生物分析物的樣品直接接觸。在整個電化學(xué)測試系統(tǒng)中，生物傳感測試條插入使用此測試條的測試儀中，反應(yīng)區(qū)20中的測試電極214a、216a與圖3或圖4所示的生物傳感測試儀相連接，生物傳感測試儀給測試電極214a、216a提供一電位差(通常為恒定電位差，但不限于恒定電位差)，并測量電化學(xué)傳感器對此電位差的反應(yīng)。這一反應(yīng)與被分析物的含量成比例。生物傳感測試條具有接觸區(qū)22。接觸區(qū)22包含接觸端子22乩、21仙、21乩、2對13。 接觸區(qū)22，通常但未必一定，位于遠離反應(yīng)區(qū)20的生物傳感測試條上的一端。生物傳感測試儀通過接觸端子226b、214b、216b、224b連接生物傳感測試條。導(dǎo)電條 226c、214c、216c、22k 分別連接接觸端子 226b、214b、216b、224b 和測試電極 226a、214a、 216a>224a0圖3是實施例一的生物傳感測試儀的電路示意圖，生物傳感測試儀的測試電路可以給生物傳感測試條的反應(yīng)區(qū)20所包含的測試電極214a、216a施加所需的電位差(通常為恒定電位差，但不限于恒定電位差)，且同時補償生物傳感測試條的導(dǎo)通通道的寄生電阻，從而盡可能地減小寄生電阻對測試精度的影響。當(dāng)生物傳感測試條插入生物傳感測試儀，生物傳感測試儀的第一端口連接到生物傳感測試條的接觸端子226b，第二端口連接到生物傳感測試條的接觸端子214b，第三端口連接到生物傳感測試條的接觸端子216b，第四端口連接到生物傳感測試條的接觸端子 2Mb。生物傳感測試儀的測試電路的第二運算放大器320與電極216、2M組成電壓跟隨器。第二運算放大器320的第一輸入連接第二參考電壓源(在圖3的示例中，即數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A336)，第二輸入連接用于連接生物傳感測試條接觸端子224b的第四端口，輸出連接用于連接生物傳感測試條接觸端子216b的第三端口。第二參考電壓源，即D/A336輸出所需電壓供給所述電壓跟隨器，從而位于電壓跟隨器的跟隨通路的測試電極216a保持與D/ A522輸出同一電壓。生物傳感測試儀的測試電路的第一運算放大器310的第一輸入連接第一參考電壓源(在圖3的示例中，即數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334)，第一運算放大器310的第二輸入連接用于連接生物傳感測試條接觸端子214b的第二端口，第一運算放大器310的輸出連接用于連接生物傳感測試條接觸端子226b的第一端口。在測試儀電路的內(nèi)部，第一運算放大器 310的輸出還連接到一個檢測器件(在圖3的示例中，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D332)。D/A334輸出所需電壓供給第一運算放大器310的第一輸入，第一運算放大器310的第二輸入的電位與其第一輸入的電位相等。反應(yīng)區(qū)20的生物試劑與生物分析物反應(yīng)，生成微電流，但由于運算放大器具有非常大的輸入阻抗，微電流只能流進或流出第一運算放大器310的輸出， 即在226b、2^c、226a構(gòu)成的第一導(dǎo)通通道上流動；而連接第一運算放大器310第二輸入的 2Ha、214c、214b構(gòu)成的第二導(dǎo)通通道上沒有電流流動，也就是說，214a、2Hc、214b導(dǎo)通通道上的電位一致，即測試電極21 與第一運算放大器310的第二輸入的電位相同。測試電極226a與第一運算放大器310的第一輸入的電位相同，即為數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334所輸出的電位，測試電極21 的電位即為電極226a的電位，可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334設(shè)定。因此測試電極214a、216a之間可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334、336設(shè)定所需的電位差。電位差的設(shè)定、測試結(jié)果出來主要由微處理器處理，微處理器具有與第一參考電壓源(數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A334)相連的第一控制輸出端以及與第二參考電壓源(數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/ A336)相連的第二控制輸出端，用以控制第一參考電壓源與第二參考電壓源的輸出電位設(shè)定；微處理器還具有與檢測器件(模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D33》相連的輸入端；可以將數(shù)模轉(zhuǎn)換器 D/A334、336、數(shù)模轉(zhuǎn)換器D/A336等均設(shè)置在微處理器的內(nèi)部，即第一參考電壓源和第二參考電壓源為微處理器內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，檢測器件為微處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。導(dǎo)通通道22mK2^C、226a存在寄生電阻，而且由于工藝原因，生物傳感測試條的此寄生電阻不可能做到一致。參見圖4，可以在生物傳感測試儀的第一運算放大器的輸出與第一端口之間串聯(lián)電阻440，并使該串聯(lián)電阻440的阻值遠大于(例如10倍以上)導(dǎo)通通道226b、2^c、226a的寄生電阻，即微電流在電阻440上產(chǎn)生的壓降遠大于在寄生電阻上產(chǎn)生的壓降，從而可以控制寄生電阻所帶來的測量誤差。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種生物傳感測試儀，其特征在于，包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一參考電壓源、第二參考電壓源、檢測器件，以及第一端口、第二端口、第三端口、第四端口 ；所述第一運算放大器的第一輸入連接所述第一參考電壓源，第二輸入連接所述第二端口，所述第一運算放大器的輸出連接所述第一端口， 以及連接所述檢測器件；所述第二運算放大器的第一輸入連接所述第二參考電壓源，第二輸入連接所述第四端口，所述第二運算放大器的輸出連接所述第三端口。
2.如權(quán)利要求1所述的生物傳感測試儀，其特征在于，所述生物傳感測試儀還包括電阻，所述電阻連接在所述第一運算放大器的輸出與所述第一端口之間。
3.如權(quán)利要求2所述的生物傳感測試儀，其特征在于，所述電阻的阻值為生物傳感測試時與所述生物傳感測試儀配合使用的生物傳感測試條的寄生電阻的10倍以上。
4.如權(quán)利要求1所述的生物傳感測試儀，其特征在于，所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為數(shù)模轉(zhuǎn)換器。
5.如權(quán)利要求1所述的生物傳感測試儀，其特征在于，所述檢測器件為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求1-5任一所述的生物傳感測試儀，其特征在于，還包括微處理器，具有與所述第一參考電壓源相連的第一控制輸出端以及與所述第二參考電壓源相連的第二控制輸出端，用以控制所述第一參考電壓源與所述第二參考電壓源的輸出電位設(shè)定；所述微處理器還具有與所述檢測器件相連的輸入端，所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為所述微處理器內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，所述檢測器件為所述微處理器內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
7.一種生物傳感測試系統(tǒng)，其特征在于，包括生物傳感測試條和與所述生物傳感測試條配合而進行生物傳感測試的生物傳感測試儀，所述生物傳感測試條包括第一測試電極、 與第一測試電極連通的第一導(dǎo)通通道、第二導(dǎo)通通道、第二測試電極、與第二測試電極連通的第三導(dǎo)通通道、第四導(dǎo)通通道；所述生物傳感測試儀包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一參考電壓源、第二參考電壓源、檢測器件，以及第一端口、第二端口、第三端口、第四端口 ；所述第一運算放大器的第一輸入連接所述第一參考電壓源，第二輸入連接所述第二端口，所述第一運算放大器的輸出連接所述第一端口，以及連接所述檢測器件；所述第二運算放大器的第一輸入連接所述第二參考電壓源，第二輸入連接所述第四端口，所述第二運算放大器的輸出連接所述第三端口 ；使用時，第一端口與所述第一導(dǎo)通通道耦合、第二端口與所述第二導(dǎo)通通道耦合、第三端口與所述第三導(dǎo)通通道耦合、第四端口與所述第四導(dǎo)通通道耦合。
8.如權(quán)利要求7所述的生物傳感測試系統(tǒng)，其特征在于，所述生物傳感測試儀還包括電阻，所述電阻連接在所述第一運算放大器的輸出與所述第一端口之間。
9.如權(quán)利要求8所述的生物傳感測試系統(tǒng)，其特征在于，所述電阻的阻值為所述生物傳感測試條的寄生電阻的10倍以上。
10.如權(quán)利要求7-9任一所述的生物傳感測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一參考電壓源和第二參考電壓源為數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述檢測器件為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物傳感測試儀及生物傳感測試系統(tǒng)，所述生物傳感測試儀包括第一運算放大器、第二運算放大器、第一參考電壓源、第二參考電壓源、檢測器件，以及第一端口、第二端口、第三端口、第四端口；所述第一運算放大器的第一輸入連接所述第一參考電壓源，第二輸入連接所述第二端口，所述第一運算放大器的輸出連接所述第一端口，以及連接所述檢測器件；所述第二運算放大器的第一輸入連接所述第二參考電壓源，第二輸入連接所述第四端口，所述第二運算放大器的輸出連接所述第三端口。本發(fā)明能夠有效改善生物傳感測試精度。
文檔編號G01N27/00GK102565131SQ20101060529
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者章年平 申請人:深圳市金億帝科技有限公司