物传感器的输出信号，并将信号以无线通讯的方式传出，另一组与微弱信号检测模块相连，识别接收纹牙生物传感器的输出信号并传输给微弱信号检测模块；如图4所示。无线通讯模块是蓝牙、红外光或者射频。无线通讯模块是藏在牙齿缝隙随身携带的微型结构，不影响口腔正常功能。
[0059]如图3所示，纹牙生物传感器包括基板6、纹牙图像、与纹牙图像相结合的三个电极和电极上固定的敏感材料层，所述三个电极固定于基板6上同一面的不同位置上，三个电极分别通过不同的电极引线5与三个彼此独立的位于基板6 —边缘处的触点4相连，设置引线的基板6那面上覆盖有纹牙图像层，且三个电极和三个触点4裸露于纹牙图像层之外。
[0060]如图1所示，纹牙图像采用的是一种对人体无害、在口腔不分解且保持其颜色和形状的材料，该种材料是现有的技术，在市场中均可购买到，属于公知的技术，在此不再赘述。
[0061]基板6采用一种对人体无害而又在口腔不分解的生物相容性薄膜材料制备而成，例如:硝化纤维素、胶原、明胶、壳聚糖、透明质酸钠、鸡蛋壳膜、四氟乙烯或聚乳酸。
[0062]三个电极为金或者碳惰性导电材料制备而成，三个电极分别为工作电极2、参比电极3和第三电极I。如图2所示。
[0063]电极引线5和触点均由银、金、碳或者银氯化银材料制作而成。制作方法为溅射、蒸镀或者印刷。
[0064]敏感材料层由酶、电子媒介体和碳纳米管固化而成。在电极上固定敏感材料，比如酶，是为了使传感器具有特异性，只与口腔中一种成分(比如乳酸)反应或者只检测一种或一类物质的浓度(比如口腔细菌数量)；固定纳米颗粒是为了增加传感器的敏感性，提高检测的灵敏度。
[0065]微弱信号检测模块包括中央处理芯片7、数据存储芯片8、信号采集放大芯片9、通讯芯片10、传感器触点接口 11及其外围电路12 ;数据存储芯片8、信号采集放大芯片9、通讯芯片10、传感器触点接口 11及其外围电路12均与中央处理芯片7通信；
[0066]中央处理芯片7存储检测模块的执行程序，并按照程序顺序执行相应的指令与动作；
[0067]数据存储芯片8用于存储检测模块获得的纹牙生物传感器的测量结果；
[0068]信号采集放大芯片9用于采集纹牙生物传感器的微弱信号并将信号放大处理；
[0069]通讯芯片10用于实现微弱信号检测模块与上位机的连接通讯；
[0070]传感器触点接口 11与纹牙生物传感器的触点4相连接，给传感器提供电压并测量传感器输出电流，其中传感器输出电流的大小传感器待测物质的浓度相关。
[0071]用于口腔卫生检测的纹牙生物传感器装置的其二结构如下:
[0072]如图1-图3、图5所示，用于口腔卫生检测的纹牙生物传感器装置，包括纹牙生物传感器、通讯模块和微弱信号检测模块，通讯模块采用有线连接方式，如图5所示，直接通过数据线将纹牙生物传感器的触点与微弱信号检测模块相连。
[0073]如图3所示，纹牙生物传感器包括基板6、纹牙图像、与纹牙图像相结合的三个电极和电极上固定的敏感材料层，所述三个电极固定于基板6上同一面的不同位置上，三个电极分别通过不同的电极引线5与三个彼此独立的位于基板6 —边缘处的触点4相连，设置引线的基板6那面上覆盖有纹牙图像层，且三个电极和三个触点4裸露于纹牙图像层之外。
[0074]如图1所示，纹牙图像采用的是一种对人体无害、在口腔不分解且保持其颜色和形状的材料，该种材料是现有的技术，在市场中均可购买到，属于公知的技术，在此不再赘述。
[0075]基板6采用一种对人体无害而又在口腔不分解的生物相容性薄膜材料制备而成，例如:硝化纤维素、胶原、明胶、壳聚糖、透明质酸钠、鸡蛋壳膜、四氟乙烯或聚乳酸。
[0076]三个电极为金或者碳惰性导电材料制备而成，三个电极分别为工作电极2、参比电极3和第三电极I。如图2所示。
[0077]电极引线5和触点均由银、金、碳或者银氯化银材料制作而成。制作方法为溅射、蒸镀或者印刷。
[0078]敏感材料层由酶、电子媒介体和碳纳米管固化而成。在电极上固定敏感材料，比如酶，是为了使传感器具有特异性，只与口腔中一种成分(比如乳酸)反应或者只检测一种或一类物质的浓度(比如口腔细菌数量)；固定纳米颗粒是为了增加传感器的敏感性，提高检测的灵敏度。敏感材料层所固定的酶种类与要测的成分有关系，比如:测量乳酸固定乳酸氧化酶，测量葡萄糖固定葡萄糖氧化酶。
[0079]微弱信号检测模块包括中央处理芯片7、数据存储芯片8、信号采集放大芯片9、通讯芯片10、传感器触点接口 11及其外围电路12 ;数据存储芯片8、信号采集放大芯片9、通讯芯片10、传感器触点接口 11及其外围电路12均与中央处理芯片7通信；
[0080]中央处理芯片7存储检测模块的执行程序，并按照程序顺序执行相应的指令与动作；
[0081]数据存储芯片8用于存储检测模块获得的纹牙生物传感器的测量结果；
[0082]信号采集放大芯片9用于采集纹牙生物传感器的微弱信号并将信号放大处理；
[0083]通讯芯片10用于实现微弱信号检测模块与上位机的连接通讯；
[0084]传感器触点接口 11与纹牙生物传感器的触点4相连接，给传感器提供电压并测量传感器输出电流，其中传感器输出电流的大小传感器待测物质的浓度相关。
[0085]用于口腔卫生检测的纹牙生物传感器装置的制备方法，有两种，其一是采用丝网因数技术，其二是利用溅射技术，具体如下:
[0086]一、利用丝网印刷技术制备用于口腔卫生检测的纹牙生物传感器的工艺如下:
[0087]I)在生物相容性薄膜材料(即基板6)上用银或者银氯化银浆印制电极触点4、电极引线5和三个电极，并干燥处理；
[0088]2)在工作电极2和参比电极3上印制碳糊层，并干燥处理；
[0089]3)在薄膜材料(基板6)上印制纹牙图像，注意必须使3个电极和传感器的触点4暴露，不能被纹牙图像覆盖。干燥并固化纹牙图像；
[0090]4)在暴露的三个电极上固定酶、电子媒介体和碳纳米管敏感材料，并固化，放4°C冰箱保存。
[0091]5)准备无线通讯模块或数据线，方便将纹牙生物传感器与微弱信号检测模块相连，进行数据通信。
[0092]二、利用溅射技术制备用于口腔卫生检测的纹牙生物传感器的工艺如下:
[0093]I)在生物相容性薄膜材料(即基板6)上制作掩膜，掩膜覆盖不需要制作电极、电极引线和电极触点的地方，使需要制作电极、电极引线和电极触点的地方暴露；
[0094]2)在溅射炉中按照常规溅射工艺在覆盖有掩膜的薄膜材料上溅射一层薄膜金，厚度约为100-200埃；
[0095]3)撕掉掩膜，在生物相容性薄膜材料上形成电极、电极引线和电极触点4 ；
[0096]4)在薄膜材料(基板6)上印制纹牙图像，注意必须使电极和电极触点4暴露，不能被纹牙图像覆盖，纹牙图像可以覆盖电极引线5。干燥并固化纹牙图像；
[0097]5)在暴露的三个电极上固定酶、电子媒介体和碳纳米管敏感材料，并固化，放4°C冰箱保存。
[0098]6)准备无线通讯模块或数据线，方便将纹牙生物传感器与微弱信号检测模块相连，进行数据通信。
[0099]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种口腔卫生检测用纹牙生物传感器装置的检测方法，其特征是，所述纹牙生物传感器装置，包括纹牙生物传感器、通讯模块和微弱信号检测模块，通讯模块分别与纹牙生物传感器的触点和微弱信号检测模块相连，获取纹牙生物传感器的输出信号，并将信号传输给微弱信号检测模块；所述纹牙生物传感器包括基板、纹牙图像、与纹牙图像相结合的三个电极和电极上固定的敏感材料层，所述三个电极固定于基板上同一面的不同位置上，三个电极分别通过不同的电极引线与三个彼此独立的位于基板一边缘处的触点相连，设置电极引线的基板那面上覆盖有纹牙图像层，且三个电极和三个触点裸露于纹牙图像层之外； 所述检测方法如下: 1)将制备好的纹牙生物传感器小心贴在被检测者的门牙上； 2)为了保证测量前让体内待测物质)处于一个相对稳定状态，让被检测者放松、随意走动，正常分泌唾液； 3)20分钟后将微弱信号检测模块和纹牙生物传感器的触点相连，测量传感器信号，此信号为初始基点信号； 4)为防止出现异常值，每隔10分钟测量一次，测量3次； 5)断开微弱信号检测模块和传感器触点的连接，让被检测者高强度快速跑步5公里； 6)然后将微弱信号检测模块和传感器触点相连，测量传感器信号，此信号为高强度运动之后唾液中待测物质含量； 7)为防止出现异常值，每隔10分钟测量一次，测量3次； 8)让被检测者休息2小时，再将微弱信号检测模块和传感器触点相连，测量传感器信号，此信号为一个比对信号，用于对比休息之后待测物质含量应该比高强度运动之后待测物质含量低； 9)为防止出现异常值，每隔10分钟测量一次，测量3次。
【专利摘要】本发明公开了一种口腔卫生检测用纹牙生物传感器装置的检测方法，1)将纹牙生物传感器贴在被检测者门牙上；2)让被检测者放松、随意走动，正常分泌唾液；3)20分钟后将微弱信号检测模块和纹牙生物传感器的触点相连，测量传感器信号；4)每隔10分钟测量一次，测量3次；5)断开微弱信号检测模块和传感器触点的连接，让被检测者高强度快速跑步5公里；6)然后将微弱信号检测模块和传感器触点相连，测量传感器信号；7)每隔10分钟测量一次，测量3次；8)让被检测者休息2小时，再将微弱信号检测模块和传感器触点相连，测量传感器信号；9)每隔10分钟测量一次，测量3次。本发明检测时间短，定量准确，而且还美观新潮，易于年轻人接受。
【IPC分类】A61B5/00, A61B5/07
【公开号】CN105193387
【申请号】CN201510540625
【发明人】刘剑
【申请人】山东大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月28日