肝素生物检测芯片的制作方法

本发明涉及生物参数测量领域，特别涉及一种肝素检测芯片。

背景技术

肝素是一种抗凝剂，是由二种多糖交替连接而成的多聚体，在体内外都有抗凝血作用。临床上主要用于血栓栓塞性疾病、心肌梗死、心血管手术、心脏导管检查、体外循环、血液透析等。随着药理学及临床医学的进展，肝素的应用不断扩大。基于肝素的功能，目前，肝素检测的分析方法主要有全血激活凝血时间法，然而，全血激活凝血时间法需采用全血进行测定，而且血小板的存在会对实验结果产生影响，因此，现有技术的肝素检测需要进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种肝素检测芯片，用于快速测量出待测溶液中的肝素含量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种肝素检测芯片，包括离子选择性电极、参比电极，所述离子选择性电极、参比电极插入盛有待测样品的测量池中，离子选择性电极头上黏附的聚合物敏感膜，所述离子选择性电极、参比电极与电位测量仪连接，所述电位测量仪通过通信隔离芯片与数据处理芯片连接，所述数据处理芯片与数据库连接，所述数据库预先存储标定后的电位的变化速率与肝素浓度的对应关系曲线；所述数据处理芯片通过预先存储的电位变化速率与肝素浓度的对应曲线与检测的电位变化速率得到待测样品的肝素浓度；所述数据处理芯片与通讯接口连接，用于通过通信接口连接外部服务器。

所述检测芯片还包括低通滤波器、高阻跟随器、同相放大器、ad转换器，所述点位检测仪输出信号依次经过低通滤波器、高阻跟随器、同相放大器、ad转换器后与通信隔离芯片连接。

在所述测量池中设置有液体温度传感器，所述液体温度传感器与数据处理芯片连接。

所述数据处理芯片与通信接口连接，所述通信接口通过3g网络、4g网络和或局域网连接检测机构的测量服务器，所述测量服务器用于监控、显示检测结果数据。

所述数据处理芯片分别与人机交互界面、检测者信息存储服务器，所述检测者信息存储服务器中存储有检测者个人信息以及对应的id，在检测时，通过人机交互界面输入检测者id信息，数据处理芯片获取检测者信息存储服务器中存储有检测者个人信息并将个人信息与检测结果相匹配传递至测量服务器中存储。

所述数据处理芯片连接打印机，用于打印检测结果；或者所述测量服务器与云端打印机连接，用于打印检测结果。

测量池为多个，分别设置在检测基座上，所述检测基座上设置竖杆，所述竖杆上设置限位块，所述竖杆上套接测量台架，所述测量台架可以沿竖杆相对上下移动并通过限位块限定移动范围，所述测量台架下表面与测量池相对应的位置设置离子选择性电极、参比电极，所述数据处理芯片及其外部电路设置在pcb板上并设置在测量台架上。

所述竖杆远离与检测基座连接一端的另一端固定设置电动缸，电动缸的活塞杆的端部与测量台架的上表面固定连接，通过电动缸来控制测量台架在竖杆上移动。

所述电动缸与数据处理芯片连接，所述数据处理芯片与电动缸控制按钮连接。

本发明的优点在于：采用电位的变化速率通过预先标定的电位变化速率与肝素浓度对应的关系曲线来获取实际测量的待测液体的肝素浓度，测量快速准确，而且通过通信隔离芯片来实现数据传输到输出处理芯片的隔离，减少干扰，设置了通讯接口，方便将测量到的数据直接发送给云端监控；设置人机交互，可以方便自动调取检测者信息与检测结果相匹配。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明肝素检测结构示意图；

图2为本发明肝素检测芯片的结构示意图；

图3为本发明电动缸推动检测台架示意图。

上述图中的标记均为：1、离子选择性电极；2、参比电极；3、检测基座；4、竖杆；5、限位块；6、测量台架；7、电动缸；

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实施例：利用离子选择性电极黏附的聚合物敏感膜相中鱼精蛋白与水相中肝素的特异性结合，通过电位测定仪测定加入不同浓度肝素后的电位变化，根据引起的电位变化速率测定待测样品中肝素的浓度；

离子选择性电极头上黏附的聚合物敏感膜是由聚合物基体材料、增塑剂、离子载体和亲脂性的惰性盐组成，按重量份数比为20-40：40-80：0.1-10：0.1-10混合，混合后融入到过量四氢呋喃溶液中，搅拌使之成为均匀溶液，然后室温下放置12-24h，即得到有弹性的聚合物敏感膜；所述聚合物基体材料为聚氯乙烯、聚丁基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚醚酰亚胺、橡胶或溶胶凝胶膜；增塑剂为邻-硝基苯辛醚(o-npoe)、二-2-乙基己基癸酯、癸二酸二丁酯或癸二酸二辛酯；离子载体为鱼精蛋白，亲脂性的惰性盐为四(十二烷基)-四(4-氯苯基)硼酸铵(eth500)。

利用离子选择性电极黏附的聚合物敏感膜中鱼精蛋白与待测溶液中的肝素形成络合物进入水相，同时膜相中氯离子也随着鱼精蛋白进入水相，引起电位的变化，根据电位的初始变化速率即得到待测样品中肝素的浓度。

以离子选择性电极作为工作电极，ag/agcl(3mkcl)电极为参比电极，pxsj-216l离子计测定电位值，离子选择性电极、ag/agcl(3mkcl)与pxsj-216l离子计相连。将未经活化的离子选择性电极直接插入盛有缓冲溶液的测量池中，记录初始电位。所述离子选择性电极内插有ag/agcl内参比电极，同时将50mmtris-hcl(ph＝7.4)缓冲溶液和0.12mnacl混合液作内充液注入离子选择性电极内，电极底部黏附聚合物敏感膜。

电极的制备过程：取200mg聚合物膜材料，其中包括0.5wt％鱼精蛋白，3wt％四(十二烷基)-四(4-氯苯基)硼酸铵(eth500)，54.5wt％聚氯乙烯和43wt％邻-硝基苯辛醚，融入到2ml四氢呋喃溶液中，室温下于称量瓶(直径3.6cm)中放置12h，即得到富有弹性的聚合物敏感膜，厚度约为200μm。利用打孔器将敏感膜切割成0.6cm直径大小的均匀圆形切片，用四氢呋喃将敏感膜黏附到聚四氟乙烯管顶管。

将离子选择性电极插入盛有缓冲溶液的测量池中得到基线电位，向测量池中加入已知浓度的肝素，产生标准信号，根据加入肝素后电位的初始变化速率和肝素浓度绘制标准曲。

测量原理包括：将未经活化的离子选择性电极直接插入盛有缓冲溶液的测量池中，待电极稳定后得到基线电位；将标准肝素加入测量池中，肝素与电极膜表面的鱼精蛋白作用，电位下降；所述离子选择性电极内插有内参比电极，同时tris-hc1缓冲溶液和0.12mnac1为内充液注入离子选择性电极内，并且底部黏附聚合物敏感膜；根据加入肝素后初始电位变化速率对肝素浓度绘制标准曲线；将未经活化的离子选择性电极直接插入盛有待测样品的测量池中，产生样品信号；通过样品溶液的初始电位变化速率与标准工作曲线对照得到待测肝素的浓度。

如图1所示，一种肝素检测芯片，包括离子选择性电极、参比电极，离子选择性电极、参比电极插入盛有待测样品的测量池中，离子选择性电极头上黏附的聚合物敏感膜，离子选择性电极、参比电极与电位测量仪连接，电位测量仪通过通信隔离芯片与数据处理芯片连接，所述数据处理芯片与数据库连接，数据库预先存储标定后的电位的变化速率与肝素浓度的对应关系曲线；数据处理芯片通过预先存储的电位变化速率与肝素浓度的对应曲线与检测的电位变化速率得到待测样品的肝素浓度；数据处理芯片与通讯接口连接，用于通过通信接口连接外部服务器。

通过电位计计算电位变化数据，然后通过spi通讯隔离芯片送入到数据处理芯片中，数据处理芯片计算出电位变化速率，然后根据变化速率与预先存储的标定的后的电位变化速率与肝素浓度的对应关系曲线：标准曲线进行对比查找获取肝素浓度数据。测量的肝素浓度数据可以通过通讯接口与外部服务器连接，从而实现快速与外界服务器的连通，可以快速获知检测数据。

电位检测仪输出信号依次经过低通滤波器、高阻跟随器、同相放大器、ad转换器后与通信隔离芯片连接，检测电位信号通过滤波、放大、ad转换、spi通信隔离后送入到数据处理芯片dsp中进行处理，然后根据数据库中存储的标准曲线对照获取相对应的肝素浓度。

在所述测量池中设置有液体温度传感器，液体温度传感器与数据处理芯片连接，用于实时监控温度数据，实时检测液体温度是否满足实际要求的温度，可以查看到温度以及dsp数据处理芯片可以通过与其连接的报警器发出报警。

通过通讯接口与外部服务器通信，从而使得检测仪器具备通信数据传递，外部服务器包括用于实时获取检测数据的测量服务器(测量服务器可以为检测机构、医院、诊所内的服务器)，数据处理芯片与通信接口连接，通信接口通过3g网络、4g网络和或局域网连接检测机构的测量服务器，测量服务器用于监控、显示检测结果数据。

数据处理芯片分别与人机交互界面、检测者信息存储服务器，检测者信息存储服务器中存储有检测者个人信息以及对应的id信息，在检测时，通过人机交互界面输入检测者id信息，数据处理芯片获取检测者信息存储服务器中存储有检测者个人信息并将个人信息与检测结果相匹配传递至测量服务器中存储。可以快速将测待检测液体对应的检测者信息与输入id匹配，然后将检测者信息以及检测结果匹配然后发送至测量服务器，中间由于采用id信息的方式，检测操作者无法获知用户信息，从侧面保护了隐私。

数据处理芯片连接打印机，用于打印检测结果；或者所述测量服务器与云端打印机连接，用于打印检测结果。

如图3所示，测量池为多个，分别设置在检测基座上，检测基座上设置竖杆，竖杆一端固定在检测基座上，竖杆上设置限位块，竖杆上套接测量台架，测量台架可以沿竖杆相对上下移动并通过限位块限定移动范围为由限位块至远离基座的方向。测量台架下表面与测量池相对应的位置设置离子选择性电极、参比电极，一端固定在测量台架下表面或者通过加持装置固定，电极正下方对应的是设置在检测基座上的测量池，数据处理芯片及其外部电路设置在pcb板上并设置在测量台架上。电极通过道线连接pcb上的数据处理芯片。当检测台架由上向下移动时，到达限位块时，此时电极刚好插入测量池，从而待测液进行检测。

竖杆远离与检测基座连接一端的另一端固定设置电动缸，电动缸的活塞杆的端部与测量台架的上表面固定连接，通过电动缸来控制测量台架在竖杆上移动。电动缸与数据处理芯片连接，数据处理芯片与电动缸控制按钮连接。当按下电动缸控制按钮后，数据处理芯片控制电动缸伸缩，当伸长时到达限位块位置，此时电极处于测量池中，进行检测，检测结束可以通过控制按钮将电动缸伸缩杆收缩，测量台架相对应远离限位块。通过控制按钮可以快速自动的进行测量的控制，在基座上设置多个测量池然后通过电动缸快速控制，实现一次操作测量多个数据以及自动化的目的。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。