一种生物传感器的制作方法

文档序号:15242831发布日期:2018-08-24 18:19阅读:102来源:国知局

本实用新型涉及检测器具技术领域,特别是涉及一种生物传感器。



背景技术:

生物传感器(biosensor),是一种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。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。

生物传感器广泛用于环境质量分析,但现有生物传感器多为实验室类产品,需要人工加液,以及排液和清洗。操作过程繁琐而且对人员要求高,不利于水质分析设备实现在线监测,规模产业化难度大。



技术实现要素:

针对上述提出的现有生物传感器需要人工加液、排液和清洗,操作繁琐且对人员要求高的问题,本实用新型提供了一种生物传感器,本传感器具有储液室中液体更换便捷的特点。

本实用新型提供的一种生物传感器通过以下技术要点来解决问题:一种生物传感器,包括传感器本体及设置于传感器本体上的储液室,所述储液室为封闭于传感器本体中的空腔;

还包括设置于传感器本体上的第一管路及第二管路,所述第一管路的一端与储液室腔壁的顶端相交,第一管路的另一端与传感器本体的表面相交;所述第二管路的一端与储液室腔壁的底端相交,第二管路的另一端与传感器本体的表面相交;

还包括连接在传感器本体上的两个截断阀,其中一个截断阀用于控制第一管路的通、断状态,另一个截断阀用于控制第二管路的通、断状态;

第一管路的另一端上还连接有气源管快速接头。

具体的,本方案中,所述储液室用于容纳生物传感器中的液体,设置为传感器本体上包括第一管路与第二管路,同时通过对第一管路、第二管路两者进、出口的位置限定,可使得传感器在储液时,第二管路作为进液管、第一管路作为均压管;在传感器换液时,第二管路作为出液管,第一管路用于引入吹扫气体,以实现储液室的快速出液。同时,本方案中,通过在第一管路上设置气源管快速接头,方便实现进液时移除气源管与气源管快速接头的连接以实现均压,在储液室出液时,通过连接气源管以用于向储液室中引入吹扫气体。本方案中,通过设置为各第一管路与第二管路上均设置有截断阀用于控制对应管路的通断,可通过在进液和出液时打开两截断阀、储液时关闭两截断阀,以实现储液室中液体稳定体积容纳。

综上,本方案提供的生物传感器具有储液室中液体更换便捷和彻底的特点。

更进一步的技术方案为:

作为截断阀的具体实现方式,所述截断阀包括膜片本体、设置于膜片本体正面上的两片密封贴片,所述膜片本体上还设置有贯通膜片本体正、背两面的中心孔;

所述中心孔为圆孔;

所述密封贴片均呈弧形片状,且各密封贴片均与中心孔同心,各密封贴片的厚度均为:由自身的一端至另一端线性增加;

两片密封贴片相对于中心孔环形均布;

所述膜片本体的背面上还设置有为硬质材料的垫块,所述垫块上还设置有与中心孔同心的圆形通孔;

膜片本体朝垫块的投影落在垫块的边缘以内;

还包括通过所述圆形通孔与垫块固定连接的螺纹杆,所述螺纹杆穿过中心孔后向密封贴片所在的一侧延伸;

所述传感器本体上还设置有两个容纳腔,且第一管路与第二管路两者中,其中一者经过其中一个容纳腔,另一者经过另一容纳腔,且各者与对应容纳腔具有以下关系:各者与对应容纳腔腔壁相交形成的两个管口位于同一平面上;

不同截断阀安装于不同容纳腔中,各截断阀均通过其上的螺纹杆与传感器本体螺纹连接,且各截断阀上设置有密封贴片的一面与对应容纳腔上管口所在的平面呈正对关系,两密封贴片分别与不同管口呈正对关系,在转动螺纹杆的过程中,密封贴片与管口所在的平面贴合或远离管口所在的平面。本方案中,所述螺纹杆即为截断阀转动时的转轴,螺纹杆与垫块的具体连接形式可采用过盈连接、焊接等,各密封贴片的外表面作为本截断阀的密封面,所述密封面正对两管口所在的面,由于各密封贴片由一侧至另一侧线性增加,当进液管需要截断时,转动转轴使得各密封贴片较厚的点分别与不同管口接触;当进液管需要连通时,转动转轴移除密封贴片与管口的贴合关系。

综上,以上截断阀用于生物传感器储液室第一管路、第二管路的通断控制时,采用正、反向转动本截断阀即可实现,即本方案具有结构简单、体积小的特点,特别适用于现有生物传感器的小体积设计;同时设置为包括垫块,以上垫块可采用高分子板材、金属板材等,这样,以上垫块可作为膜片本体的支撑层,以使得在转动膜片本体的过程中,特别是在密封贴片与管口接触时,膜片本体具有形状保持能力以实现密封贴片与管口良好的贴合,从而达到密封管口的效果;本方案中,所述中心孔与圆形通孔两者和组成一个穿设转轴的通孔,这样,本截断阀在安装时,当螺纹杆的一侧相对于膜片本体正面外凸,另一侧相对于垫块背面外凸时,方便实现被截断阀的两侧均得到支撑,这样,可有效保证密封贴片在转动至对应位置时密封性能的稳定性;本方案中,设置为所述螺纹杆作为转轴,这样,可方便的实现本截断阀的安装;优选的,设置为向所述室壁旋入螺纹杆时,本截断阀上密封贴片的转动方向为由密封贴片较厚的一侧向较薄的一侧运动,这样,螺纹的行程与正对管口的密封贴片局部厚度增加或减小向叠加,可实现截断阀快速发挥截断、连通控制功能。

密封贴片朝膜片本体的投影落在膜片本体的边缘以内。本方案中,密封贴片、膜片本体、垫块三者的相对位置的设置,可通过密封贴片所在圆外侧的膜片本体部分,实现对容纳腔的密封:以上膜片本体可作为容纳腔腔壁的一部分,如膜片本体采用橡胶垫,通过膜片本体在安装于生物传感器上时,膜片本体的外侧部分与生物传感器之间始终具有压力,以利用自身的弹性,在膜片本体可转动的同时,使得容纳腔密封。

作为膜片本体与垫块的具体实现方式,所述膜片本体及垫块均呈圆盘状,且膜片本体与垫块同心。

作为一种便于制造和装配的实现方式,所述密封贴片粘贴于膜片本体的正面上。

作为一种便于制造和装配的实现方式,所述密封贴片的背面与垫块的正面粘接连接。

为方便驱动截断阀转动,所述垫块的侧面上还设置有转柄。

如上所述,截断阀在使用时需要穿设螺纹杆,为使得以上膜片本体能够用于实现对中心孔与转轴之间间隙的密封,所述中心孔的孔径小于圆形通孔的孔径,所述螺纹杆的外径介于中心孔的内径与圆形通孔的内径之间。本方案中,螺纹杆穿过膜片本体的局部为光杆,垫块为金属,且垫块与螺纹杆之间采用点焊连接。

各密封贴片均为内部设置有密封空腔的空心结构。本方案中,密封贴片优选设置为材料为橡胶,这样,设置为各密封贴片均为空心结构,这样,可通过在密封空腔内冲入氮气等,相较于设置为密封贴片为实心材料,可使得密封贴片可长时间保持良好的弹性,以避免密封贴片因为老化造成截断功能丧失。

本实用新型具有以下有益效果:

本方案中,所述储液室用于容纳生物传感器中的液体,本方案中,设置为传感器本体上包括第一管路与第二管路,同时通过对第一管路、第二管路两者进、出口的位置限定,可使得传感器在储液时,第二管路作为进液管、第一管路作为均压管;在传感器换液时,第二管路作为出液管,第一管路用于引入吹扫气体,以实现储液室的快速出液。同时,本方案中,通过在第一管路上设置气源管快速接头,方便实现进液时移除气源管与气源管快速接头的连接以实现均压,在储液室出液时,通过连接气源管以用于向储液室中引入吹扫气体。本方案中,通过设置为各第一管路与第二管路上均设置有截断阀用于控制对应管路的通断,可通过在进液和出液时打开两截断阀、储液时关闭两截断阀,以实现储液室中液体稳定体积容纳。

综上,本方案提供的生物传感器具有储液室中液体更换便捷和彻底的特点。

附图说明

图1是本实用新型所述的一种生物传感器一个具体实施例中,截断阀的俯视图;

图2是本实用新型所述的一种生物传感器一个具体实施例中,截断阀的主视图;

图3为图1所示沿A-A方向的剖视图;

图4是本实用新型所述的一种生物传感器一个具体实施例的剖视图。

图中的编号依次为:1、膜片本体,2、密封贴片,3、中心孔,4、转柄,5、垫块,6、螺纹杆,7、传感器本体,71、储液室,72、第一管路,73、第二管路,74、气源管快速接头,8、截断阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明,但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。

实施例1:

如图1至图4所示,一种生物传感器,包括传感器本体7及设置于传感器本体7上的储液室71,所述储液室71为封闭于传感器本体7中的空腔;

还包括设置于传感器本体7上的第一管路72及第二管路73,所述第一管路72的一端与储液室71腔壁的顶端相交,第一管路72的另一端与传感器本体7的表面相交;所述第二管路73的一端与储液室71腔壁的底端相交,第二管路73的另一端与传感器本体7的表面相交;

还包括连接在传感器本体7上的两个截断阀8,其中一个截断阀8用于控制第一管路72的通、断状态,另一个截断阀8用于控制第二管路73的通、断状态;

第一管路72的另一端上还连接有气源管快速接头74。

具体的,本方案中,所述储液室71用于容纳生物传感器中的液体,本方案中,设置为传感器本体7上包括第一管路72与第二管路73,同时通过对第一管路72、第二管路73两者进、出口的位置限定,可使得传感器在储液时,第二管路73作为进液管、第一管路72作为均压管;在传感器换液时,第二管路73作为出液管,第一管路72用于引入吹扫气体,以实现储液室71的快速出液。同时,本方案中,通过在第一管路72上设置气源管快速接头74,方便实现进液时移除气源管与气源管快速接头74的连接以实现均压,在储液室71出液时,通过连接气源管以用于向储液室71中引入吹扫气体。本方案中,通过设置为各第一管路72与第二管路73上均设置有截断阀8用于控制对应管路的通断,可通过在进液和出液时打开两截断阀8、储液时关闭两截断阀8,以实现储液室71中液体稳定体积容纳。

综上,本方案提供的生物传感器具有储液室71中液体更换便捷和彻底的特点。

实施例2:

如图1至图4所示,本实施例在实施例1的基础上作进一步限定:作为截断阀8的具体实现方式,所述截断阀8包括膜片本体1、设置于膜片本体1正面上的两片密封贴片2,所述膜片本体1上还设置有贯通膜片本体1正、背两面的中心孔3;

所述中心孔3为圆孔;

所述密封贴片2均呈弧形片状,且各密封贴片2均与中心孔3同心,各密封贴片2的厚度均为:由自身的一端至另一端线性增加;

两片密封贴片2相对于中心孔3环形均布;

所述膜片本体1的背面上还设置有为硬质材料的垫块5,所述垫块5上还设置有与中心孔3同心的圆形通孔;

膜片本体1朝垫块5的投影落在垫块5的边缘以内;

还包括通过所述圆形通孔与垫块5固定连接的螺纹杆6,所述螺纹杆6穿过中心孔3后向密封贴片2所在的一侧延伸;

所述传感器本体7上还设置有两个容纳腔,且第一管路72与第二管路73两者中,其中一者经过其中一个容纳腔,另一者经过另一容纳腔,且各者与对应容纳腔具有以下关系:各者与对应容纳腔腔壁相交形成的两个管口位于同一平面上;

不同截断阀8安装于不同容纳腔中,各截断阀8均通过其上的螺纹杆6与传感器本体7螺纹连接,且各截断阀8上设置有密封贴片2的一面与对应容纳腔上管口所在的平面呈正对关系,两密封贴片2分别与不同管口呈正对关系,在转动螺纹杆6的过程中,密封贴片2与管口所在的平面贴合或远离管口所在的平面。本方案中,所述螺纹杆6即为截断阀8转动时的转轴,螺纹杆6与垫块5的具体连接形式可采用过盈连接、焊接等,各密封贴片2的外表面作为本截断阀8的密封面,所述密封面正对两管口所在的面,由于各密封贴片2由一侧至另一侧线性增加,当进液管需要截断时,转动转轴使得各密封贴片2较厚的点分别与不同管口接触;当进液管需要连通时,转动转轴移除密封贴片2与管口的贴合关系。

综上,以上截断阀8用于生物传感器储液室71第一管路72、第二管路73的通断控制时,采用正、反向转动本截断阀8即可实现,即本方案具有结构简单、体积小的特点,特别适用于现有生物传感器的小体积设计;同时设置为包括垫块5,以上垫块5可采用高分子板材、金属板材等,这样,以上垫块5可作为膜片本体1的支撑层,以使得在转动膜片本体1的过程中,特别是在密封贴片2与管口接触时,膜片本体1具有形状保持能力以实现密封贴片2与管口良好的贴合,从而达到密封管口的效果;本方案中,所述中心孔3与圆形通孔两者和组成一个穿设转轴的通孔,这样,本截断阀8在安装时,当螺纹杆6的一侧相对于膜片本体1正面外凸,另一侧相对于垫块5背面外凸时,方便实现被截断阀8的两侧均得到支撑,这样,可有效保证密封贴片2在转动至对应位置时密封性能的稳定性;本方案中,设置为所述螺纹杆6作为转轴,这样,可方便的实现本截断阀8的安装;优选的,设置为向所述室壁旋入螺纹杆6时,本截断阀8上密封贴片2的转动方向为由密封贴片2较厚的一侧向较薄的一侧运动,这样,螺纹的行程与正对管口的密封贴片2局部厚度增加或减小向叠加,可实现截断阀8快速发挥截断、连通控制功能。

本实施例中,所述第一管路72与第二管路73均包括竖直段及水平段,第一管路72位于传感器本体7表面的一端位于传感器本体7的上端,第二管路73位于传感器本体7表面的一端位于传感器本体7的下端。在制造本传感器时,先由传感器本体7的侧面加工出所述容纳腔,再由容纳腔的腔底钻制水平段,由传感器本体7的底面或底面钻制竖直段,在水平段与竖直段相交后得到对应管路。截断阀8由传感器本体7的侧面安装于对应容纳腔中。这样,水平段均延伸至容纳腔中,水平段的端部作为所述管口。采用本方案可使得本方案具有加工制造容易、装配方便的特点。

密封贴片2朝膜片本体1的投影落在膜片本体1的边缘以内。本方案中,密封贴片2、膜片本体1、垫块5三者的相对位置的设置,可通过密封贴片2所在圆外侧的膜片本体1部分,实现对容纳腔的密封:以上膜片本体1可作为容纳腔腔壁的一部分,如膜片本体1采用橡胶垫,通过膜片本体1在安装于生物传感器上时,膜片本体1的外侧部分与生物传感器之间始终具有压力,以利用自身的弹性,在膜片本体1可转动的同时,使得容纳腔密封。

作为膜片本体1与垫块5的具体实现方式,所述膜片本体1及垫块5均呈圆盘状,且膜片本体1与垫块5同心。

作为一种便于制造和装配的实现方式,所述密封贴片2粘贴于膜片本体1的正面上。

作为一种便于制造和装配的实现方式,所述密封贴片2的背面与垫块5的正面粘接连接。

为方便驱动截断阀8转动,所述垫块5的侧面上还设置有转柄4。

如上所述,截断阀8在使用时需要穿设螺纹杆6,为使得以上膜片本体1能够用于实现对中心孔3与转轴之间间隙的密封,所述中心孔3的孔径小于圆形通孔的孔径,所述螺纹杆6的外径介于中心孔3的内径与圆形通孔的内径之间。本方案中,螺纹杆6穿过膜片本体1的局部为光杆,垫块5为金属,且垫块5与螺纹杆6之间采用点焊连接。

各密封贴片2均为内部设置有密封空腔的空心结构。本方案中,密封贴片2优选设置为材料为橡胶,这样,设置为各密封贴片2均为空心结构,这样,可通过在密封空腔内冲入氮气等,相较于设置为密封贴片2为实心材料,可使得密封贴片2可长时间保持良好的弹性,以避免密封贴片2因为老化造成截断功能丧失。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本实用新型的保护范围内。

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