专利名称：半自动化生物分子交联控制机的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物分子交联设备，特别是生物传感器检测电极上生物敏感分子的交联设备。
背景技术：
生物传感器(biosensor)是对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。酶电极是生物传感器的敏感元件，它是在基础电极表面覆盖一层固定化酶膜，当电极插入待测溶液时，溶液中许多有机物在酶的催化下与氧反应，放出NH3、H202、C02等，它们溶解到内电解液中，由相应的离子选择电极测出它们的浓度，由此测定反应物或反应产物的浓度。生物传感器应用领域广泛，包括生物技术、环境监测、医疗卫生和食品检验等。酶电极上酶的交联固定是生物传感器生产过程中至关重要的一步。交联效果关系到酶固定量、固定效果及活性保持等诸多因素。在实际生产过程中，如何控制生物传感器酶电极表面生物分子(如葡萄糖氧化酶)的固定量，是电极批量生产中达到电极性能一致性及其对检测重现性的重要环节。酶电极上酶膜的固定，是在基础电极表面涂覆酶液形成初膜后再添加交联剂使酶分子交联固定。添加交联剂传统的做法有毛刷刷涂、溶液浸沾及喷涂等。但这些都难能达到批量生产中产品规格质量的技术要求。
发明内容
本发明要解决生物传感器中酶电极批量生产时电极表面酶的交联固定无法定量控制，难能达到产品质量要求的问题，为此提供本发明的半自动化生物分子交联控制机。这种交联控制机对酶电极批量生产时电极表面酶的交联固定可控性强，且作业时不损坏表面酶膜。这是将涂覆酶液形成初始酶膜的电极置于交联剂气氛中实现酶的交联固定。为解决上述问题，本发明采用的技术方案其特殊之处是由交联室架、交联室、交联剂蒸发装置、转子、转子动力机构、送料动力机构和控制机构构成；所述交联室架设有用于安装所述交联室的左支撑件和右支撑件，左、右支撑件通过连接体相互相连；所述交联室安装于交联室架；交联室具有交联室筒体，交联室筒体上设有加热装置，交联室筒体左侧连接有交联室左挡板，交联室左挡板上安装有换气门；所述交联剂蒸发装置具有托板，托板上设有交联剂盛器，所述托板固定于转子动力机构的门盖，使交联剂蒸发装置位于转子下方并能与转子和转子动力机构一起移动；所述转子具有转子芯体，转子芯体周面上开设有轴向的转子槽，转子套装于转子动力机构的转子轴；所述转子动力机构具有相互直角型连接的转子动力机构底板和门盖，转子动力机构底板下面通过垫块连接有丝母座，该丝母座与送料动力机构的丝杠上的丝母连接，使转子动力机构能与该丝母一起运动，转子动力机构底板下面还设有滑动座垫块，该滑动座垫块与送料动力机构的直线导轨上的滑动座连接，所述门盖上安装有大轴承座，大轴承座上安装有大轴承，转子动力机构底板上面固定有小轴承座，小轴承座上安装有小轴承，所述大、小轴承上套架有转子轴，所述转子动力机构底板上面安装有驱动所述转子轴的慢速电机；所述送料动力机构设有大底板，大底板上固定有丝杠座底板,丝杠座底板上固定有丝杠座和支撑座，丝杠座上安装有丝杠，丝杠上套有丝母，该丝母与所述转子动力机构的丝母座连接，支撑座上安装有直线导轨，直线导轨上套有滑动座，该滑动座与所述转子动力机构的滑动座垫块连接，大底板上安装有驱动所述丝杠的步进电机；
所述控制机构具有电源控制箱，电源控制箱中设有开关电源、步进电 机控制器和步进电机驱动器。本发明所述交联室架的左支撑件和右支撑件优选分别为左支撑板和右支撑板，所述连接件为连于左、右支撑板下侧的交联室架底板和跨连于左、右支撑板的拉紧螺杆及螺母，所述交联室架底板可以连接于送料动力机构的大底板的一端部；所述电源控制机构的电源控制箱可以安装于送料动力机构的大底板的另一端部。本发明所述交联室筒体上的加热装置优选为套设于交联室筒体外围的热水套筒体，热水套筒体左侧及右侧分别连有热水套左挡板及热水套右挡板，热水套左挡板上连有水接头。本发明所述交联剂蒸发装置中的托板可以是一端具有立面且该立面上部具有内倾面的托板，所述托板固定于转子动力机构的门盖是指所述托板的立面固定于转子动力机构的门盖，所述托板的内倾面上安装有风机斜通道和风机，所述交联剂蒸发装置中的交联剂盛器为交联剂抽屉，该抽屉装配于抽屉导轨，该抽屉导轨连于所述托板。本发明可以在所述转子芯体的左侧及右侧分别设有左压板和右压板，所述转子的轴心具有配合孔，所述转子套装于转子动力机构的转子轴是指转子通过该配合孔套装于转子轴，该配合孔中设有吊紧螺丝，该吊紧螺丝与转子轴配合锁固。本发明所述转子动力机构的大轴承座外侧面宜连有密封圈盖,所述小轴承对应处的转子轴端部宜安装有锁紧螺母，所述门盖对应于所述转子一侧宜贴设有门垫。本发明所述丝杠座一前一后共有两个，所述支撑座两前两后共有四个，丝杠座位于丝杠座底板横向居中处，支撑座位于丝杠座两侧。本发明所述步进电机控制器为CNC可编程控制器。本发明所述转子动力机构底板上面安装有驱动所述转子轴的慢速电机，是指所述慢速电机的输出轴和转子轴上对应安装有同步轮，该同步轮上套装有同步带；所述大底板上安装有驱动所述丝杠的步进电机，是指步进电机输出轴和丝杆上对应安装有同步轮，该同步轮上套装有同步带。本发明所述转子芯体上的转子槽用于插置装有针型电极的单元板，针型电极表面具有待交联的涂膜层。对应酶分子交联，所述涂膜层为酶膜层。适合于本发明的所述交联剂优选为戊二醛。所述交联剂蒸发装置中的交联剂盛器如同交联剂蒸发皿，设有风机和风机斜通道的本发明，风机作用是当风机启动时能加速交联剂蒸发，产生交联剂气体，交联剂气体被电极表面涂膜层吸附，使涂膜层分子交联。转子芯体上设有左、右压板的本发明，左、右压板的作用主要是固定装有针状电极的单元板；作业前可以先用右压板锁紧螺丝将右压板固定于转子芯体，将装有针状电极的单元板插置于转子芯体周面上的转子槽，再用左压板锁紧螺丝将左压板固定于转子芯体，使装有针状电极的单元板固定。作业时，所述送料动力机构将转子连同转子芯体上装有针状电极的单元板，以及转子下方的交联剂蒸发装置一并送入交联室。交联室筒体上设有加热装置，加热装置优选为热水套筒体，用于给交联室加热并保持交联室设定的温度。在所述转子动力机构的慢速电机驱动下转子转动，转子槽中的针状电极均一地置于交联剂气体环境，交联剂分子被电极表面涂膜层均匀吸附，实现涂膜层的交联固定。电极表面涂膜层的这种交联固定，相对传统作业来说，定量可控性强，批量生产的电极一致性强，能充 分提高检测的重现性。
图I是本发明总装结构示意图；图2是本发明中的转子位于交联室结构示意图；图3是图I的部分结构俯视图；图4是图2的左视图；图5是图2的AB⑶剖视图；图6是图2的B向示意图；图7是本发明中的交联室架结构示意图；图8是图7的左视图；图9是交联室架的左撑板平面图；图10是交联室架的右撑板平面图；图11是交联室架的隔热衬平面图；图12是交联室结构示意图；图13是图12的左视图；图14是交联室的左挡板平面图；图15是交联室筒体外形图；图16是图15的左视图；图17是热水套筒体端向图；图18是热水套筒体的左挡板平面图；图19是本发明中的交联剂蒸发装置结构示意图；图20是交联剂蒸发装置的外形图；图21是图20的俯视图；图22是图20的左视图；图23是交联剂蒸发装置中的托板侧视图；图24是图23的右视图；图25是交联剂蒸发装置中的上盖板平面图；图26是本发明中的转子结构示意图；图27是转子中的转子芯体结构示意图；图28是图27的左视图29是转子左压板平面图(右压板与之相同)；图30是本发明中的转子动力机构结构示意图；图31是图30的俯视图；图32是图30的A-A剖视图；图33是本发明中的送料动力机构结构示意图；图34是图33的俯视图。图中标记I交联室架，2交联室，3交联剂蒸发装置，4转子，5转子动力机构，6送料动力机构，7控制机构； 101左撑板，102拉紧螺杆及螺母，103交联室架底板，104加强板，105隔热衬，106右撑板；201热水套左挡板，202水接头，203螺帽，204换气接头，205交联室左挡板，206热水套筒体，207热水套右挡板，208交联室筒体，209换气门；301上盖板，302交联剂抽屉，303抽屉导轨，304托板，305风机斜通道，306风机垫板，307风机，308后盖板；401吊紧螺丝，402左压板，403转子芯体，404右压板，405左压板锁紧螺丝，406右压板锁紧螺丝；501门盖，502转子轴，503大轴承座，504密封圈盖，505慢速电机，506同步轮，507小轴承座，508锁紧螺母，509大轴承，510慢速电机架，511小轴承，512垫块，513丝母座，514门垫，515螺栓，516转子动力机构底板，517滑动座垫块；601大底板，602丝杠座，603丝母，604直线导轨，605丝杠，606同步带，607步进电机架，608步进电机，609底脚，610丝杠座底板，611支撑座，612滑动座。
具体实施例方式半自动化生物分子交联控制机，由交联室架I、交联室2、交联剂蒸发装置3、转子
4、转子动力机构5、送料动力机构6和控制机构7构成。交联室架I固定于送料动力机构6大底板601的一端,控制机构7设于所述大底板601的另一端；交联室2安装于交联室架I ;转子4套装于转子动力机构5的转子轴502能随转子轴转动，转子动力机构5以其丝母座513连于送料动力机构6的丝杠605上的丝母603而能随丝杠605转动而移动，如此转子能被移动进入、退出交联室2 ;转子的转子芯体403周面上设有周向均布的轴向插槽4031，该插槽用于插置装有针状电极的单元板，针状电极表面具有待交联的涂膜层；交联剂蒸发装置3以其托板304立面固定于转子动力机构5的门盖501位于转子4下方。交联室架I由左撑板101、右撑板106、左、右撑板内面的隔热衬105和前后两块加强板104用拉紧螺杆及螺母102联接，并设有交联室架底板103，交联室架底板用螺钉连接于所述左、右撑板，该交联室架底板连接于送料动力机构6的大底板601的一端部。交联室2安装于交联室架I ;交联室具有交联室筒体208，交联室筒体外围套设有热水套筒体206，交联室筒体左侧胶粘连接有交联室左挡板205，交联室左挡板上用螺钉连接有换气接头204，换气接头上安装有换气门209，热水套筒体左、右侧分别粘连有热水套左挡板201及热水套右挡板207，热水套左挡板上通过螺帽203和螺钉连有水接头202。
交联剂蒸发装置3具有托板304，托板一端具有立面且该立面上部具有内倾面，托板立面固定于转子动力机构5的门盖501，使交联剂蒸发装置位于转子4下方并能与转子和转子动力机构一起移动；交联剂蒸发装置的托板304上固定有抽屉导轨303，抽屉导轨上安装有交联剂抽屉302，抽屉导轨上面安装有上盖板301，托板立面上部的内斜面上安装有风机斜通道305、风机垫板306和风机307，风机斜通道面上安装有后盖板308。转子4具有转子芯体403，转子芯体的左、右侧通过左压板锁紧螺丝405及右压板锁紧螺丝406分别固定有左压板402及右压板404，转子芯体周面上开设有轴向的转子槽4031，转子轴心的配合孔中设有吊紧螺丝401，转子套于转子动力机构5的转子轴502，该吊紧螺丝与转子轴502配合锁固。转子动力机构5具有相互直角型连接的转子动力机构底板516和门盖501，转子动力机构底板上面通过慢速电机架510安装有慢速电机505，转子动力机构底板下面通过垫块512连接有丝母座513，该丝母座与送料动力机构丝杠605上的丝母603连接，转子动力 机构底板下面还连有滑动座垫块517，该滑动座垫块连接于送料动力机构的直线导轨604上的滑动座612，门盖上通过螺丝安装有大轴承座503和密封圈盖504，转子动力机构底板上面固定有小轴承座507，小轴承座上安装有小轴承511，大、小轴承上套装有转子轴502，小轴承对应处的转子轴端部安装有锁紧螺母508，门盖对应于所述转子一侧贴设有门垫514，所述慢速电机的输出轴和转子轴对应安装有同步轮506，该同步轮上套装有同步带。送料动力机构6设有大底板601，大底板上经螺栓固定有丝杠座底板710，丝杠座底板上固定有一前一后两个丝杠座602和两前两后四个支撑座611，其中丝杠座位于丝杠座底板横向居中处，支撑座——位于丝杠座两侧，丝杠座上安装有丝杠605，丝杠上套有丝母603，该丝母与所述转子动力机构的丝母座513连接，支撑座上安装有直线导轨604，直线导轨上套有滑动座612，该滑动座与转子动力机构的滑动座垫块517连接，大底板601上固定有步进电机架607，步进电机架上安装有步进电机608，步进电机和丝杠上对应地安装有同步轮，该两同步轮上套设有同步带606，大底板下面安装有底脚609。控制机构7具有一电源控制箱，电源控制箱中设有型号S145-24的开关电源、CNC可编程步进电机控制器和型号SH-2024B2的步进电机驱动器。电源控制箱外接220V交流电源。当电源开关合上时开关电源和步进电机控制器得电，开关电源供给步进电机驱动器额定直流电；步进电机608驱动送料动力机构6的丝杠605转动，带动转子动力机构5连同转子4和交联剂蒸发装置3运动，转子运动进入交联室2，在转子动力机构作用下转子转动，转子槽中插置有安装针状电极的单元板，针状电极表面涂有待交联的涂膜层，转子下方的交联剂蒸发装置的交联剂盛器中的液体交联剂蒸发，交联剂分子与转子槽中插置的单元板上的针状电极表面涂膜层接触，涂膜层分子在交联剂分子作用下实现交联。
权利要求
1.半自动化生物分子交联控制机，其特征是由交联室架(I)、交联室(2)、交联剂蒸发装置(3)、转子(4)、转子动力机构(5)、送料动力机构(6)和控制机构(7)构成； 所述交联室架(I)设有用于安装所述交联室(2)的左支撑件和右支撑件，左、右支撑件通过连接体相互相连； 所述交联室(2)安装于交联室架(I);交联室具有交联室筒体(208)，交联室筒体上设有加热装置，交联室筒体左侧连接有交联室左挡板(205)，交联室左挡板上安装有换气门(209)； 所述交联剂蒸发装置(3)具有托板(304)，托板(304)上设有交联剂盛器，所述托板固定于转子动力机构(5)的门盖(501)，使交联剂蒸发装置位于转子(4)下方并能与转子 和转子动力机构一起移动； 所述转子(4)具有转子芯体(403)，转子芯体周面上开设有轴向的转子槽(4031 )，转子套装于转子动力机构(5)的转子轴(502)； 所述转子动力机构(5)具有相互直角型连接的转子动力机构底板(516)和门盖(501)，转子动力机构底板下面通过垫块(512)连接有丝母座(513)，该丝母座与送料动力机构的丝杠(605)上的丝母(603)连接，使转子动力机构能与该丝母一起运动，转子动力机构底板下面还设有滑动座垫块(517)，该滑动座垫块与送料动力机构的直线导轨(612)上的滑动座(612)连接，所述门盖上安装有大轴承座(503)，大轴承座上安装有大轴承(609)，转子动力机构底板上面固定有小轴承座(507)，小轴承座上安装有小轴承(511)，所述大、小轴承上套架有转子轴(502)，所述转子动力机构底板上面安装有驱动所述转子轴的慢速电机(505)； 所述送料动力机构(6)设有大底板(601)，大底板上固定有丝杠座底板(610)，丝杠座底板上固定有丝杠座(602)和支撑座(611)，丝杠座上安装有丝杠(605)，丝杠上套有丝母(603)，该丝母与所述转子动力机构的丝母座(513)连接，支撑座上安装有直线导轨(604)，直线导轨上套有滑动座(612)，该滑动座与所述转子动力机构的滑动座垫块(517)连接，大底板(601)上安装有驱动所述丝杠(605)的步进电机(608)； 所述控制机构(7 )具有电源控制箱，电源控制箱中设有开关电源、步进电机控制器和步进电机驱动器。
2.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述交联室架的左支撑件和右支撑件分别为左支撑板(101)和右支撑板(106)，所述连接件为连于左、右支撑板下侧的交联室架底板(103)和跨连于左、右支撑板的拉紧螺杆及螺母(102)，所述交联室架底板连接于送料动力机构(6)的大底板(601)的一端部；所述电源控制机构的电源控制箱安装于送料动力机构的大底板的另一端部。
3.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述交联室筒体上的加热装置为套设于交联室筒体外围的热水套筒体(206)，热水套筒体左侧及右侧分别连有热水套左挡板(201)及热水套右挡板(207 )，热水套左挡板上连有水接头(202 )。
4.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述交联剂蒸发装置(3)中的托板(304)为一端具有立面且该立面上部具有内倾面的托板，所述托板固定于转子动力机构的门盖是指所述托板的立面固定于转子动力机构的门盖，所述托板的内倾面上安装有风机斜通道和风机，所述交联剂蒸发装置(3)中的交联剂盛器为交联剂抽屉(302)，该交联剂抽屉装配于抽屉导轨(303)，该抽屉导轨连于所述托板。
5.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述转子芯体(403)的左侧及右侧分别设有左压板(402)和右压板(404)，所述转子的轴心具有配合孔，所述转子套装于转子动力机构(5)的转子轴(502)是指转子通过该配合孔套装于转子轴，该配合孔中设有吊紧螺丝(401)，该吊紧螺丝与转子轴(502)配合锁固。
6.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述转子动力机构的大轴承座外侧面连有密封圈盖(504)，所述小轴承对应处的转子轴端部安装有锁紧螺母(508)，所述门盖对应于所述转子一侧贴设有门垫(514 )。
7.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述丝杠座(602)—前一后共有两个，所述支撑座(611)两前两后共有四个,丝杠座位于丝杠座底板横向居中处，支撑座位于丝杠座两侧。
8.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述步进电机控制器为CNC可编程控制器。
9.如权利要求I所述的交联控制机，其特征是所述转子动力机构底板上面安装有驱动所述转子轴的慢速电机(505)，是指所述慢速电机的输出轴和转子轴上对应安装有同步轮(506)，该同步轮上套装有同步带；所述大底板(601)上安装有驱动所述丝杠(605)的步进电机(608 )，是指步进电机输出轴和丝杆上对应安装有同步轮，该同步轮上套装有同步带。
全文摘要
可控性强的半自动化生物分子交联控制机，由交联室架(1)、交联室(2)、交联剂蒸发装置(3)、转子(4)、转子动力机构(5)、送料动力机构(6)和控制机构(7)构成；交联室安装于交联室架，交联室筒体上设有加热装置；交联剂蒸发装置连于转子动力机构；转子的转子芯体上开有轴转子槽，转子套装于转子动力机构的转子轴；转子动力机构上设有转子轴并设有丝母座、滑动座垫块和驱动转子轴的慢速电机；送料动力机构上设有丝杠、驱动丝杠的步进电机和直线导轨，丝杠上的丝母和直线直线导轨上的滑动座与转子动力机构连接；控制机构具有开关电源、步进电机控制器和步进电机驱动器。本发明用于生物传感器检测电极上生物敏感分子的交联固定。
文档编号G05B19/04GK102749377SQ20121024635
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者冯连钢, 张海涛 申请人:圣美迪诺医疗科技(湖州)有限公司