专利名称：一种流感检测电子笔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流感检测分析装置，更具体地，涉及一种流感检测电子笔。
背景技术：
流感是生活中常见的疾病，流感病毒作为常见呼吸道病毒的一种，抗原性复杂，根据其核心蛋白抗原性不同分为甲、乙、丙三型，根据其表面抗原血凝素(H)和神经氨酸酶(N)的不同，同型病毒又分为若干亚型。20世纪以来流感病毒越来越严重，甚至会引起病患死亡。近年来大面积的流感病毒的发病率也越来越高，因此人们对流感越来越重视。快速早期诊断各种流感病毒感染，对于流感的早期预防和治疗非常重要。目前市场上的流感检测装置大多为纯生物的测试纸或测试试剂盒等。 例如，中国专利201020668251. 4，公开了一种流感病毒检测试纸，在其硝酸纤维膜上从左到右依次设有多条线状或带状的各类流感病毒检测抗体检测线和一条作为内参的检测抗体控制线，使用胶体金复合微粒为载体偶联不同抗体，可同时检测多种病毒。此试纸虽然操作简单，但需人工观测试纸上的显色情况，继而判断流感病毒类型，容易发生误判。另，中国专利申请201010164055. 8，公开了一种检测流感病毒的试剂盒，包括标记有可以识别流感病毒基因特定序列的分子探针的纳米金颗粒，以及可以扩增待检测样品中的流感病毒基因DNA或先经过逆转录过程后再扩增待检测样品中的流感病毒基因RNA的环介导等温核酸扩增体系。该试剂盒通过纳米金颗粒探针与环介导等温核酸扩增产物DNA杂交，引发纳米金颗粒聚集，导致纳米金颗粒聚集处颜色改变，以此判断待检测样品是否含有流感病毒基因DNA或RNA。此试剂盒是通过人工观察反应管中的溶液的颜色来判断是否感染流感病毒。采用现有的测试纸或试剂盒等方式进行流感病毒的检测，其检测结果不易读取，且由于需要进行人工判定，容易受个人主观因素的影响，导致检测结果缺乏客观性。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种流感检测电子笔，能实现流感检测结果的快速读取、简单易懂，且该检测结果减少了人工干预，具有客观性。本实用新型的一种流感检测电子笔包括导入待测样本至所述电子笔中的加样装置；设置于所述电子笔中且与导入的所述待测样本相接触以发生反应的生物芯片；对所述生物芯片进行光学检测以判断是否感染流感病毒的检测单元；以及用于显示检测结果的显示单元。采用本实用新型，通过对生物芯片进行光学检测、判断后将检测结果显示给用户，能实现对流感病毒的自动检测，操作简单，检测结果可快速读取、简单易懂，且该检测结果减少了人工干预，具有客观性。在本实用新型中，所述检测单元包括启动所述电子笔用的启动部分；对所述生物芯片上的反应信号进行光电转换的光学检测部分；以及控制部分，所述控制部分通过所述启动部分启动，控制所述光学检测部分对所述生物芯片上的所述反应信号进行光电转换并将所述光电转换后的检测数据发送回所述控制部分，所述控制部分对接收到的所述检测数据进行判断处理并将处理结果发送至所述显示单元。[0011]本实用新型通过将生物芯片上的反应信号转换为电信号发送至控制部分，由控制部分进行数据处理后向用户显示检测结果，有利于实现流感病毒的自动检测，且减少用户对检测结果的人工判断。在本实用新型中，所述生物芯片为设有对不同类型的流感病毒发生显色反应的测试线的生物芯片。采用该生物芯片，可以同时对各种不同的流感病毒进行检测，应用范围广泛。在本实用新型中，所述启动部分包括相互断开的两个金属的启动触片，所述两个启动触片通过导入的所述待测样本导通以驱动所述启动部分启动所述控制部分。通过待测样本的液体导电性，在导入待测样本的同时实现电子笔的启动，操作简单，又可简化启动电路。在本实用新型中，所述控制部分包括MCU。采用MCU，可灵活编程，有利于对整个检测单元进行控制。在本实用新型中，所述光学检测部分包括对所述生物芯片上的测试线进行照射的发光元件，以及接收从所述生物芯片上的测试线反射的光信号并将所述光信号转换为电信号发送至所述控制部分的光电元件。采用该实用新型，可方便地实现生物芯片上的反应信号的光电转换，易于将生物芯片上的测试线的显色情况发送至控制部分，进而对生物芯片发生的反应进行判断。在本实用新型中，所述发光元件包括发光二极管。选用发光二极管可便于对生物芯片上的测试线照射光。在本实用新型中，所述光电元件包括光电二极管。选用光电二极管可便于将生物芯片上的测试线上反射的光转换为电信号。在本实用新型中，所述显示单元包括设置于所述电子笔外表面的LCD。该IXD可用普通的I/O 口进行驱动，且读数简单、清晰，便于用户使用。在本实用新型中，所述检测单元还包括与所述控制部分相连以使所述电子笔复位的复位电路。采用该复位电路，可实现该流感检测电子笔的初始化。
图I是本实用新型流感检测电子笔的立体图；图2是图I所示本实用新型流感检测电子笔的分解图；图3是本实用新型流感检测电子笔的电路结构框图；图4是本实用新型流感检测电子笔的操作流程图；图5是本实用新型流感检测电子笔的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型流感检测电子笔进行详细说明。[0034]图I示出了本实用新型流感检测电子笔的一个实施例的立体图。如图I所示，流感检测电子笔I包括壳体2和安装在该壳体2上的盖体3。该电子笔I的一端部4处设有用于将待测液体(即流感检测样品，例如可以是被检者的鼻咽拭子样本等)滴入该电子笔I内的加样装置5。在一个实施例中，该加样装置5可以是从盖体3的外表面向电子笔I的内部延伸的加样口 5。在该电子笔I上还设有用于显示该电子笔I的工作状态和测试结果的显示部6,例如如图I所示,该显示部6嵌于盖体3的外表面中。进一步如图2的流感检测电子笔的分解图所示，该电子笔I的内部包括安装于盖体3的内表面上的电路板7，以及安装在该电路板7的远离盖体3的一面上的生物芯片8，上述加样口 5分别与电路板7和生物芯片8的一端相连通，因而从加样口 5滴入的流感样品可冋时与电路板7上的启动触片(将在后文详述)和生物芯片8接触。在Iv不例中，生物芯片8可以是设有对应于不同流感病毒的测试线的生物芯片，例如可以设有分别对应于甲型和乙型流感病毒的两条测试线，以及一条控制线和一条参照线。本实用新型的流感检测电子笔通过将生物芯片上的信号转换为电信号，由控制单元进行数据处理、判断后并将结果显示给用户。图3示出了流感检测电子笔的电路结构框图。该电子笔I的控制单元为微控制单元(MCU)，该MCU接收启动部分发出的启动信号，控制光学检测部分对流感样品进行检测，该光学检测部分将检测到的数据发送回MCU，MCU对该检测到的数据进行判断处理并将处理结果发送至显示部分。以下对该流感检测电子笔电路的各部分进行详细描述在图5所示的本实用新型流感检测电子笔的优选实施例中，MCU选用STM8L 101单片机，该单片机为超低功耗8位微控制器。该电子笔的整个系统的电源由电池提供。如图5所示，用于启动MCU的启动部分由电阻Rl、R3、RlI、R12，电容C2、C6，三极管Ql，和金属制的启动触片PAD1、PAD2构成，启动触片PADl、PAD2可与生物芯片8相接触，但启动触片PAD1、PAD2之间是断开的，此时，断开的两个启动触片间会有一定的阻值(约为兆欧姆级)，相当于形成了一个导电电阻。光电检测部分则由电阻R5和发光元件(例如，LED灯Dl D4)，电容 Cl，以及光电元件(例如，光电二极管D5、D6)构成。显示部分则由电阻R7、R8和IXD构成，该IXD为一块小型的断码式IXD，用普通的I/O 口进行驱动。此外，该流感检测电子笔I还包括连接在该MCU的NRST复位引脚上的复位电路，该复位电路由电阻R2、R6和电容C4组成。当装入电池后，系统被复位，该电子笔被初始化。另外，该电子笔还包括通信接口 U8，该接口采用UART通信模式进行通信。以下以检测甲型和乙型流感病毒为例对上述流感检测电子笔I的优选实施例的工作原理进行详细描述当流感样品加到电子笔I的加样口 5中时,该流感样品会连接启动部分的两个启动触片。由于液体的导电性，形成了这两个原来断开的启动触片之间的导电，使两启动触片之间的电阻率发生变化，当其电阻率低于一定的程度之后，该启动部分就会产生一个低电平信号，发送至MCU。MCU接收该低电平信号，这时MCU会被这个低电平信号唤醒进入工作状态，电子笔启动，开始检测生物芯片，同时MCU控制LCD显示为沙漏。而且，当该流感样品通过加样口 5滴入时，同时也与生物芯片8接触。因而在生物芯片8上产生反应。不同浓度的流感样品，在生物芯片上会以不同的深浅来显现出来。运用光学反射原理点亮LED灯将光照射到生物芯片的测试线上，同时用光电二极管(PD)检测被生物芯片的测试线反射回来的光，将光信号转换成电信号，发送至MCU。不同深浅的测试线，对光的反射强度不同。通过判断反射回来的光的强弱来判断生物芯片上的测试线的强弱，以此判断流感样品的浓度，生物芯片上的两条流感病毒测试线，分别对应甲型流感和乙型流感，甲型流感测试线只有在遇到甲型流感样品时才会有反应，同样，乙型流感测试线只有在遇到乙型流感样品时才会有反应。本实施例中，光电检测部分中共有四个检测窗口，对应生物芯片上的四条测试线的位置，如图5所示，该光电检测部分包括四个LED灯，Dl D4。[0042]整个流感病毒光学检测过程由MCU进行控制，MCU启动后，首先，点亮第一个LED灯，让该第一 LED灯的光照射到生物芯片上的第一条测试线上，通过光电二极管H)来检测由生物芯片上的测试线反射的光的强度。然后，以同样原理依次检测第二条、第三条、第四条测试线。每秒钟依次轮循检测一次。此时，MCU判断是否有数据线连接，如果有则将数据发送出去，如果没有就不发送数据。MCU会对采集到的数据进行判断，判断该数据是否属于预先设定的正常范围，通过以往的实验，统计数据，总结正常加样后测试线的测量值的范围，将此范围设定为正常范围。如果超出正常范围，则数据异常，控制LCD显示Β00Κ，停止检测，说明出现错误。如果数据属于正常范围，则继续进行检测，LCD继续显示沙漏。在MCU中预先设定对应于各流感病毒的浓度的电信号的范围，MCU会对从光电检测部分的光电二极管接收到的对应于每条测试线的电信号进行判断，判断其是否在预先设定的对应于不同流感病毒的浓度的范围内，以此判断流感样品中各流感病毒的浓度，正常情况下，该电子笔检测10分钟。检测完最后一轮后，MCU对数据再次进行分析、判断，将所有数据进行统计，分析是否属于正常的变化范围，如果超出范围则认为错误，显示BOOK;如果是正常范围内，判断是否属于患流感的范围内，还是属于没有患流感的范围内，显示结果。最终在LCD上显示判断结果，给出结论，测试结果例如可以为Flu A + Flu B + :甲型流感病毒，乙型流感病毒；Flu A + Flu B —:甲型流感病毒；Flu A - Flu B + :乙型流感病毒；Flu A — Flu B —:无流感病毒。此外，当LED无显示时则表示该电子笔I未启动，或电池耗尽；若显示为其他符号时则表示测试结束。采用本实用新型的流感病毒检测电子笔，通过将生物芯片上的信号转换为电信号，由MCU进行数据处理、判断后并将结果显示给用户，操作简单，且显示结果简单、明了、易懂，并能减少人工干预的影响，提高了检测的准确性，根据选用的生物芯片的不同，本实用新型也可适用于检测其他任何类型的流感病毒。只需对软件稍作修改，比如修改正常测量值的范围等即可测试用于检测其他类型的流感病毒的类似的生物芯片。
权利要求1.一种流感检测电子笔，其特征在于，包括导入待测样本至所述电子笔中的加样装置；设置于所述电子笔中且与导入的所述待测样本相接触以发生反应的生物芯片；对所述生物芯片进行光学检测以判断是否感染流感病毒的检测单元；以及用于显示检测结果的显示单元。
2.根据权利要求I所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述检测单元包括启动所述电子笔用的启动部分； 对所述生物芯片上的反应信号进行光电转换的光学检测部分；以及控制部分，所述控制部分通过所述启动部分启动，控制所述光学检测部分对所述生物芯片上的所述反应信号进行光电转换并将所述光电转换后的检测数据发送回所述控制部分，所述控制部分对接收到的所述检测数据进行判断处理并将处理结果发送至所述显示单J Li ο
3.根据权利要求2所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述生物芯片为设有对不同类型的流感病毒发生显色反应的测试线的生物芯片。
4.根据权利要求2所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述启动部分包括相互断开的两个金属的启动触片，所述两个启动触片通过导入的所述待测样本导通以驱动所述启动部分启动所述控制部分。
5.根据权利要求2所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述控制部分包括MCU。
6.根据权利要求3所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述光学检测部分包括对所述生物芯片上的测试线进行照射的发光元件，以及接收从所述生物芯片上的测试线反射的光信号并将所述光信号转换为电信号发送至所述控制部分的光电元件。
7.根据权利要求6所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述发光元件包括发光二极管。
8.根据权利要求6所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述光电元件包括光电二极管。
9.根据权利要求I所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述显示单元包括设置于所述电子笔外表面的LCD。
10.根据权利要求2所述的流感检测电子笔，其特征在于，所述检测单元还包括与所述控制部分相连以使所述电子笔复位的复位电路。
专利摘要本实用新型涉及一种流感检测电子笔，包括导入待测样本至所述电子笔中的加样装置；设置于所述电子笔中且与导入的所述待测样本相接触以发生反应的生物芯片；对所述生物芯片进行光学检测以判断是否感染流感病毒的检测单元；以及用于显示检测结果的显示单元。
文档编号G01N21/49GK202383069SQ20112054301
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者姚传美, 杜德敏, 蔡杰, 袁亚, 郭建凤, 钱律, 阚丽娜 申请人:美艾利尔(上海)诊断产品有限公司