專利名稱：可調式生物傳感器的控制電路及其測量方法
技術領域：
本發明涉及一種生物傳感器；特別是一種可調整控制電路接收的受測信號增益大小的生物傳感器，即可調式生物傳感器的控制電路及其測量方法。
背景技術：
近幾年來，利用特定酵素催化反應的各種生物傳感器已經被發展出來使用于醫療用途上。此種生物傳感器的一種用途是用于糖尿病的治療上，以幫助糖尿病患者控制本身的血糖含量(血液中葡萄糖濃度)在正常的范圍內。對于住院糖尿病患者而言，其可在醫生的監督下控制本身的血糖含量在正常范圍內。但對于非住院糖尿病患者而言，在缺乏醫生直接監督的情況下，病患本身能自我控制血糖含量則變得非常重要。
血糖含量的自我控制可通過飲食、運動及用藥來達成。這些治療方式通常在醫生的監督下同時采用。當糖尿病患者本身能夠檢測其血糖含量是否在正常范圍時，可幫助患者更有效地自我控制其血糖含量。
圖1顯示一種可供患者自行檢測血糖含量的血糖計，其包括一主測試單元10及一供測量血糖含量的生物芯片12。參圖2所示，為生物芯片12構件分解示意圖，其包括前端設有一電極部1221的一條狀基板122。電極部1221上方覆蓋一反應層124、一隔件126及一蓋板128。電極部1221設有一操作電極1222及一對應電極1224包圍此操作電極1222。操作電極1222及對應電極1224分別電性連接至位于條狀基板122尾端的一導線1226及導線1228。覆蓋于電極部1221上方的反應層124含有鐵氰化鉀(potassium ferricyanide)及氧化(oxidase)，例如葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)。
在使用上述血糖計時，先將生物芯片12插入主測試單元10。然后，患者可以刺胳針扎刺自己的皮膚以滲出血滴，再將滲出的血滴直接滴在已插進主測試單元10的生物芯片12端部。此血滴被吸入位于電極部1221上方的反應層124，而將反應層124溶解，以進行一酵素催化反應，如下列反應式所示
一預定量的亞鐵氰化鉀(potassium ferrocyanide)相應血液樣品中的葡萄糖濃度而產生。經過一段預定時間后，一作用電壓Vref施予在生物芯片12上，以電化學反應地氧化亞鐵氰化鉀，以釋出電子，而產生一相應的反應電流通過操作電極1222。此反應電流正比于酵素催化反應產生的亞鐵氰化鉀濃度或正比于血液樣品中的葡萄糖濃度。通過測量此一反應電流即可獲得血液樣品中的葡萄糖濃度。
圖3為圖1所示的血糖計的控制電路示意圖，其中生物芯片12的電極部1221可視做一電阻Rs，作用電壓Vref可由一電池供應。生物芯片12產生的一反應電流I經由一具有一放大電阻Rf的電流/電壓轉換器30轉換成一輸出電壓Vout。此輸出電壓Vout可以公式(I)表示Vout＝(1+Rf/Rs)Vref(I)，輸出電壓Vout供應至一模擬數字轉換器32。此反應電流I的大小隨時間變化而逐漸遞減，形成一條隨時間變化逐漸遞減的放電曲線。一微處理器(microcomputer)34隨時間變化連續讀取來自模擬/數字轉換器32的輸出信號，并根據相應此些輸出信號的一內定標準的血液樣品葡萄糖放電曲線，求得血液樣品中的一葡萄糖濃度值，再經由一液晶顯示器36將此葡萄糖濃度值顯示出來，供患者參考。
然而，此種傳統的血糖計控制電路設計，電流/電壓轉換器30的增益大小為(1+Rf/Rs)，為一定值，無法視情況而調整。當血液樣品中血糖濃度高時，往往使得輸出電壓Vout超過模擬/數字轉換器32可接受的最大電壓值，而當血液樣品中血糖濃度低時，往往使得輸出電壓Vout低于模擬/數字轉換器32可接受的最小電壓值。因此，此種控制電路設計使得傳統血糖計可測量的血糖濃度范圍變得十分有限。
據此，亟待提供一種可調式生物傳感器，通過改變其控制電路設計，以解決傳統血糖計的缺失。
發明內容
本發明的主要目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提供一種可調式生物傳感器，其通過改變其控制電路的電阻組合，以調整受測信號的增益大小，以使相應受測信號的一輸出電壓在可以量測的范圍內，進而擴大被檢測特定成份可以測量的濃度范圍。
本發明的另一目的為提供一種可調式生物傳感器的測量方法，其視被檢測特定成份濃度大小而定，以動態調整可調式生物傳感器的增益大小，使相應受測信號的一輸出電壓在可以量測的范圍內，進而擴大被檢測特定成份可以測量的濃度范圍。
根據以上所述的目的，本發明提供一種可調式生物傳感器的控制電路及其測量方法。本發明的可調式生物傳感器的控制電路包括一信號來源端、一第一電路單元、一第二電路單元及一微處理器。信號來源端的一第一端用以接收一模擬信號。此模擬信號相應施予在可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生。第一電路單元包括數個組合電阻及一切換開關組。信號來源端的一第二端可分別電性耦接于此些組合電阻的一第一端，及此切換開關組可切換至此些組合電阻任一者。第二電路單元包括一反相放大器及一第一放大電阻。反相放大器的一第一端電性耦接于此切換開關組的一端，反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端。第一放大電阻的一第一端及一第二端分別電性耦接于反相放大器的第一端及第三端。微處理器電性耦接于此電壓輸出端，其內建有數個輸出電壓對映表，其中此些組合電阻分別相應一輸出電壓對映表。
本發明可調式生物傳感器通過選擇其控制電路上不同的電阻組合，以調整受測信號的增益大小，使相應此受測信號的一輸出電壓在可以量測的電壓范圍值內。本發明并配合內建相應此些不同電阻組合的數個輸出電壓對映表于微處理中，以根據受測信號相應的電阻組合所對應的輸出電壓對映表，決定受測檢體中特定成份的濃度值。本發明可調式生物傳感器的控制電路的電阻組合并不受限于上述的組合電阻類型，凡其它可改變受測信號增益大小的電阻組合皆適用于本發明控制電路設計。
本發明的目的及諸多優點通過以下具體實施例的詳細說明，并參照附圖，將趨于明了。
圖1為一傳統血糖計的外觀示意圖；圖2為圖1傳統血糖計的生物芯片的構件分解示意圖；圖3為圖1傳統血糖計的控制電路示意圖；圖4為本發明一第一具體實施例的控制電路示意圖；圖5為本發明一第二具體實施例的控制電路示意圖；圖6為本發明一第三具體實施例的控制電路示意圖；
圖7為本發明可調式生物傳感器的測量方法的步驟示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。
本發明可調式生物傳感器測量一檢體中一特定成份含量的原理與圖1的現有生物傳感器采用的原理相同，皆是將檢體施予在已插入生物傳感器的主測試單元的生物芯片上，并且利用欲檢測的特定成份與生物芯片上酵素之間的酵素催化反應結果，來測量此特定成份的含量。因此，本發明可調式生物傳感器可隨生物芯片上所含的酵素成份不同，而用以測量不同生物檢體中的不同特定成份。例如，生物芯片上含有葡萄糖氧化酶(glucose oxidase)時，此可調式生物傳感器可用以測量血液樣品中的葡萄糖濃度。生物芯片上含有乳酸氧化酶(lactateoxidase)時，此可調式生物傳感器可用以測量唾液中的乳酸(lacticacid)濃度。以測量血液中的葡萄糖濃度為例，當血液樣品滴在本發明可調式生物傳感器的生物芯片上時，血液樣品中的葡萄糖與生物芯片上的鐵氰化鉀(potassium ferricyanide)在葡萄糖氧化酶的催化反應下進行氧化還原反應，產生與血液樣品中葡萄糖濃度成正比的一預定量的亞鐵氰化鉀(potassium ferrocyanide)。因此，檢體例如血液樣品在生物芯片上一預定時間后，即檢體的特定成份例如血液樣品中的葡萄糖的酵素催化反應完成后，電壓供應源，例如一電池，即施予一作用電壓Vref于生物芯片上，以使生物芯片相應此特定成份含量產生一反應電流，例如此一作用電壓Vref使相應血液樣品中葡萄糖濃度的一預定量的亞鐵氰化鉀進行氧化反應，以釋出電子，而產生此相應的反應電流I。參考圖3所示現有生物傳感器的控制電路示意圖，反應電流I經由電流/電壓轉換器30轉換成一相應的輸出電壓Vout。此輸出電壓Vout可以公式(I)表示Vout＝(1+Rf/Rs)Vref(I)，根據公式(I)，可以得知電流/電壓轉換器30的增益大小為(1+Rf/Rs)。因此，若要提高電流/電壓轉換器30的增益，可以通過降低Rs電阻值，例如將一電阻并聯于Rs，或增加Rf電阻值，例如串聯一電阻于Rf或選用具較大電阻值的放大電阻來達成。若要降低電流/電壓轉換器30的增益，可以通過增加Rs電阻值，例如將一電阻串聯于Rs，或降低Rf電阻值，例如并聯一電阻于Rf或選用具較小電阻值的放大電阻來達成。通過改變生物傳感器控制電路的電阻組合，即可調整電流/電壓轉換器30的增益大小。
本發明提供的可調式生物傳感器即通過選擇其控制電路不同的組合電阻，調整相應一檢體中一欲檢測特定成份的受測信號增益大小，使受測信號經由本發明控制電路轉換后產生的一輸出電壓在本發明可調式生物傳感器可以量測的電壓范圍值內。本發明可調式生物傳感器同時配合控制電路的不同組合電阻，于微處理器內建個別相應的輸出電壓對映表，例如輸出電壓-特定成份濃度對映表及輸出電壓-特定成份放電曲線對映表，再根據所選擇的組合電阻相應的輸出電壓對映表，以決定此特定成份的一濃度值。借助本發明可調式生物傳感器控制電路設計，即可增加測量的檢體中特定成份濃度范圍。
本發明可調式生物傳感器的控制電路設計通過以下具體實施例配合所附圖式，將予以詳細說明如下圖4為根據本發明一第一具體實施例的可調式生物傳感器的控制電路示意圖。第一具體實施例的控制電路包括一信號來源端40、一第一電路單元41、一第二電路單元42、一模擬數字轉換器43、一微處理器44及一液晶顯示器45。信號來源端40的一第一端用以接收一模擬信號，此模擬信號可以是相應施予在可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生的反應電流I。第一電路單元41包括一第一組合電阻、一第二組合電阻、一第三組合電阻及一切換開關組，其中第二組合電阻大于第一組合電阻及小于第三組合電阻。第一組合電阻可由并聯的R1電阻及R3電阻組成，第二組合電阻可由R1電阻組成，及第三組合電阻可由串聯的R1電阻及R2電阻組成。切換開關組可由開關411及開關412構成。信號來源端40的一第二端可分別電性耦接于第一組合電阻、第二組合電阻及第三組合電阻的一第一端，及切換開關組411及412可切換至第一組合電阻、第二組合電阻及第三組合電阻任一者。第二電路單元42包括一反相放大器421及一第一放大電阻Rf。反相放大器421的一第一端電性耦接于切換開關組的開關412一端，及反相放大器421的一第二端電性耦接于一參考電壓Vref，以及反相放大器421的一第三端電性耦接于一電壓輸出端。第一放大電阻Rf的一第一端及一第二端分別電性耦接于反相放大器421的第一端及第三端。模擬數字轉換器43電性耦接于此電壓輸出端，將模擬信號經由第二電路單元42轉換成的一輸出電壓Vout轉換成數字信號。微處理器44接收來自于模擬數字轉換器43的輸出信號，其內建有數個輸出電壓對映表，其中第一組合電阻、第二組合電阻及第三組合電阻分別相應一輸出電壓對映表。當模擬信號40經由第二電路單元42產生相應的一輸出電壓Vout介于一第一預定電壓與一第二預定電壓之間，其中第一預定電壓小于第二預定電壓，及第一預定電壓與第二預定電壓分別為模擬數字轉換器43可以接受的最小電壓與最大電壓。此時，切換開關組411及412切換至第二組合電阻，即開關411為打開狀態，開關412切換至電性耦接于電阻R1。模擬信號即流經電阻R1，再送入第二電路單元42的反相放大器421的第一端。在此情況下，輸出電壓Vout即為Vref(1+Rf/R1)，控制電路的電阻組合為(R1，Rf)，及其增益大小為(1+Rf/R1)。微處理器44即根據相應電阻組合(R1，Rf)的一內建的輸出電壓對表，例如輸出電壓-特定成份濃度對映表或輸出電壓-特定成份放電曲線，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout小于第一預定電壓時，切換開關組411及412切換至第一組合電阻，此時開關411為關閉狀態，開關412切換至與電阻R1及電阻R3電性耦接，模擬信號即流經電阻R1及電阻R3，再送入第二電路單元42的第一端。在此情況下，輸出電壓Vout即為Vref{1+(Rf(R1+R3)/R1R3)}，控制電路的電阻組合為(并聯的R1及R3，Rf)，及其增益大小為{1+(Rf(R1+R3)/R1R3)}。微處理器44即根據相應電阻組合(并聯的R1及R3，Rf)的一內建的輸出電壓對表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout大于第二預定電壓時，切換開關組411及412切換至第三組合電阻。此時開關411為打開狀態，及開關412切換至電性耦接于電阻R1及電阻R2。模擬信號即流經電阻R1及電阻R2，再送入第二電路單元42的第一端。在此情況下，輸出電壓Vout即為Vref{1+Rf/(R1+R2)}，控制電路的電阻組合為(串聯的R1及R2，Rf)，及其增益大小為{1+Rf/(R1+R2)}。微處理器44即根據相應電阻組合(串聯的R1及R2，Rf)的一內建的輸出電壓對表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。上述得到的特定成份濃度值輸出至一顯示器，例如液晶顯示器45，以顯示出來。
圖5為根據本發明一第二具體實施例的可調式生物傳感器的控制電路示意圖。第二具體實施例的控制電路包括一信號來源端50、一第一電阻R1、一電路單元52、一模擬數字轉換器53、一微處理器54及一液晶顯示器55。信號來源端50的第一端用以接收一模擬信號，此模擬信號可以是相應施予在可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生的反應電流I。第一電阻R1的一第一端電性耦接于信號來源端50的一第二端。電路單元52包含一反相放大器521、一第一組合放大電阻、一第二組合放大電阻、一第三組合放大電阻及一切換開關522。反相放大器521的一第一端電性耦接于第一電阻R1的一第二端，及反相放大器521的一第二端電性耦接于一參考電壓Vref，以及反相放大器521的一第三端電性耦接于一電壓輸出端。第二組合放大電阻大于第一組合放大電阻及小于第三組合放大電阻。第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻的一第一端電性耦接于反相放大器521的第一端，切換開關522設于第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻與反相放大器521的第三端之間，切換開關522可切換至第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻任一者。第一組合放大電阻可以由放大電阻Rf1構成，第二組合放大電阻可以由放大電阻Rf2構成，及第三組合放大電阻可以由放大電阻Rf3構成，其中放大電阻Rf2大于放大電阻Rf1及小于放大電阻Rf3。模擬數字轉換器53電性耦接于此電壓輸出端，將模擬信號經由電路單元52轉換成的一輸出電壓Vout轉換成數字信號。微處理器54接收來自于模擬數字轉換器53的輸出信號，其內建有數個輸出電壓對映表，其中第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻分別對應一個別的輸出電壓對映表。當模擬信號經由電路單元52產生相應的一輸出電壓Vout介于第一預定電壓與第二預定電壓之間，切換開關522切換至第二組合放大電阻，此時輸出電壓Vout即為Vref(1+Rf2/R1)，控制電路的電阻組合為(R1，Rf2)，及其增益大小為{1+Rf2/R1}。微處理器54即根據相應第二組合放大電阻的一內建的輸出電壓對表，例如輸出電壓-特定成份濃度對映表或輸出電壓-特定成份放電曲線，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout小于第一預定電壓時，切換開關522切換至第三組合放大電阻，此時輸出電壓Vout即為Vref(1+Rf3/R1)，控制電路的電阻組合為(R1，Rf3)，及其增益大小為{1+Rf3/R1}。微處理器54即根據相應第三組合放大電阻的一內建的輸出電壓對表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout大于第二預定電壓時，切換開關522切換至第一組合放大電阻，此時輸出電壓Vout即為Vref(1+Rf1/R1)，控制電路的電阻組合為(R1，Rf1)，及其增益大小為{1+Rf1/R1}。微處理器54即根據相應第一組合放大電阻的一內建的輸出電壓對映表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。上述得到的特定成份濃度值輸出至一顯示器，例如液晶顯示器55，以顯示出來。
圖6為根據本發明一第三具體實施例的可調式生物傳感器控制電路示意圖。第三具體實施例的控制電路包括一信號來源端60、一第一電路單元61、一第二電路單元62、一模擬數字轉換器63、一微處理器64及一液晶顯示器65。信號來源端60的第一端用以接收一模擬信號，此模擬信號可以是相應施予在可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生的一反應電流I。第一電路單元61包括一第一組合電阻、一第二組合電阻、一第三組合電阻及一切換開關組。切換開關組可由開關611及開關612構成，第二組合電阻大于第一組合電阻及小于第三組合電阻。第一組合電阻可以由并聯的電阻R1及電阻R3構成，第二組合電阻可以由電阻R1構成，及第三組合電阻可以由串聯的電阻R1及電阻R2構成。信號來源端60的一第二端可分別電性耦接于第一組合電阻、第二組合電阻及第三組合電阻的一第一端，及此切換開關組可切換至第一組合電阻、第二組合電阻及第三組合電阻任一者。第二電路單元62包含一反相放大器621、一第一組合放大電阻、一第二組合放大電阻、一第三組合放大電阻及一切換開關622。反相放大器621的一第一端電性耦接于切換開關組的開關612一端，反相放大器621的一第二端電性耦接于一參考電壓Vref，及反相放大器621的一第三端電性耦接于一電壓輸出端。第二組合放大電阻大于第一組合放大電阻及小于第三組合放大電阻，第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻的一第一端電性耦接于反相放大器621的第一端，切換開關622設于第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻與反相放大器621的第三端之間，切換開關622可切換至第一組合放大電阻、第二組合放大電阻及第三組合放大電阻任一者。第一組合放大電阻可以由放大電阻Rf1構成，第二組合放大電阻可以由放大電阻Rf2構成，及第三組合放大電阻可以由放大電阻Rf3構成，其中放大電阻Rf2大于放大電阻Rf1及小于放大電阻Rf3。模擬數字轉換器63電性耦接于此電壓輸出端，將模擬信號經由第二電路單元62轉換成的一輸出電壓Vout轉換成數字信號。微處理器64接收來自于模擬數字轉換器63的輸出信號，其內建有數個輸出電壓對映表，分別對應控制電路不同的電阻組合。當模擬信號經由第二電路單元62產生相應的一輸出電壓Vout介于第一預定電壓與第二預定電壓之間，第一預定電壓小于第二預定電壓，第一電路單元61的切換開關組611及612切換至第二組合電阻及第二電路單元62的切換開關622切換至第二組合放大電阻。此時模擬信號流經第一電路單元61的電阻R1，再進入第二電路單元62的反相放大器621的第一端。在此情況下，控制電路的電阻組合為(R1，Rf2)，及其增益大小為{1+Rf2/R1}，輸出電壓即為Vref(1+Rf2/R1)。微處理器64即根據相應電阻組合(R1，Rf2)的一內建的輸出電壓對映表，例如輸出電壓-特定成份濃度對映表及輸出電壓-特定成份放電曲線對映表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout小于第一預定電壓時，第一電路單元61的切換開關組611及612切換至第一組合電阻，及第二電路單元62的切換開關622切換至第三組合放大電阻。此時模擬信號流經第一電路單元61并聯的電阻R1及R3，再進入第二電路單元62的反相放大器621的第一端。在此情況下，控制電路的電阻組合為(并聯的R1及R3，Rf3)，及其增益大小為{1+(Rf3(R1+R3)/R1R3)}，輸出電壓即為Vref{1+(Rf3(R1+R3)/R1R3)}。微處理器64即根據相應電阻組合(并聯的R1及R3，Rf3)的一內建的輸出電壓對映表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。當輸出電壓Vout大于第二預定電壓時，第一電路單元61的切換開關組611及612切換至第三組合放大電阻，及第二電路單元62的切換開關622切換至第一組合放大電阻。此時，模擬信號流經第一電路單元61串聯的電阻R1及R2，再進入第二電路單元62的反相放大器621的第一端。在此情況下，控制電路的電阻組合為(串聯的R1及R2，Rf1)，及其增益大小為{1+Rf1/(R1+R2)}，輸出電壓即為Vref{1+(Rf1/(R1+R2)}。微處理器64即根據相應電阻組合(串聯的R1及R2，Rf1)的一內建的輸出電壓對表，以決定檢體中被檢測特定成份的一濃度值。上述得到的特定成份濃度值輸出至一顯示器，例如液晶顯示器65，以顯示出來。
本發明可調式生物傳感器的控制電路的電阻組合并不受限于上述的組合電阻類型，凡其它可改變受測信號增益大小的電阻組合皆適用于本發明控制電路設計。
再者，本發明同時提供一種可調式生物傳感器的測量方法。圖7為本發明可調式生物傳感器測量方法的步驟流程圖。首先在步驟71，施予一檢體于本發明可調式生物傳感器上，即將檢體施予在其生物芯片上，此檢體收集自一受測對象。此可調式生物傳感器相應檢體中被檢測的一特定成份產生一反應電流。接著，在步驟72，將此反應電流送入一具有數個可選擇增益值的電流/電壓轉換器，以轉換成相應的一輸出電壓。此電流/電壓轉換器可以由一具有數個可選擇放大電阻的反相放大器構成，如圖4的第二電路單元42、圖5的電路單元52及圖6的第二電路單元62。電流/電壓轉換器的增益值可通過如圖4、圖5及圖6所示控制電路的不同電阻組合來獲得。之后，在步驟73，判斷此輸出電壓是否介于第一預定電壓與第二預定電壓之間，其中第一預定電壓及第二預定電壓分別是本發明可調式生物傳感器的模擬數字轉換器可以接受的最小電壓及最大電壓。在步驟74，當此輸出電壓介于第一預定電壓與第二預定電壓之間，將此輸出電壓經由模擬數字轉換器輸出至微處理器。接著，在步驟77，根據內建于微處理器內相應電流/電壓轉換器被設定增益值的一輸出電壓對映表，例如輸出電壓-特定成份濃度對映表及輸出電壓-特定成份放電曲線對映表，以決定受測檢體中此特定成份的一濃度值。如步驟75，當此輸出電壓小于第一預定電壓時，即重新設定電流/電壓轉換器的增益值至大于目前增益值的一可選擇增益值。接著，回到步驟71，將一新的生物芯片插入可調式生物傳感器的主測試單元中，及重新施予收集自同一受測對象的一檢體于可調式生物傳感器的生物芯片上。重復步驟72至77。如步驟76，當此輸出電壓大于第二預定電壓時，即重新設定電流/電壓轉換器的增益值至小于目前增益值的一可選擇增益值。接著，回到步驟71，將一新的生物芯片插入可調式生物傳感器的主測試單元中，及重新施予收集自同一受測對象的一檢體于可調式生物傳感器的生物芯片上。重復步驟72至77。
以上所述僅為本發明的具體實施例，并非用以限定本發明的權利范圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，包括一信號來源端，其一第一端用以接收一模擬信號，該模擬信號相應施予在該可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生；一第一電路單元，包括數個組合電阻及一切換開關組，該信號來源端的一第二端可分別電性耦接于該等組合電阻的一第一端，及該切換開關組可切換至該等組合電阻任一者；一第二電路單元，包括一反相放大器及一第一放大電阻，該反相放大器的一第一端電性耦接于該切換開關組的一端，該反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及該反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端，該第一放大電阻的一第一端及一第二端分別電性耦接于該反相放大器的該第一端及該第三端；及一微處理器，電性耦接于該電壓輸出端，其內建有數個輸出電壓對映表，其中該等組合電阻分別相應一該輸出電壓對映表。
2.如權利要求1所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第一電路單元包括一第一組合電阻、一第二組合電阻、一第三組合電阻及該切換開關組，其中該第二組合電阻大于該第一組合電阻及小于該第三組合電阻，該信號來源端的一第二端可分別電性耦接于該第一組合電阻、該第二組合電阻及該第三組合電阻的一第一端，及該切換開關組可切換至該第一組合電阻、該第二組合電阻及該第三組合電阻任一者，當該模擬信號經由該第二電路單元產生相應的一輸出電壓介于一第一預定電壓與一第二預定電壓之間，該第一預定電壓小于該第二預定電壓，該切換開關組切換至該第二組合電阻，當該輸出電壓小于該第一預定電壓時，該切換開關組切換至該第一組合電阻，及當該輸出電壓大于該第二預定電壓時，該切換開關組切換至該第三組合電阻。
3.如權利要求2所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第一組合電阻包含并聯的一第一電阻及一第二電阻。
4.如權利要求2所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第二組合電阻包含該第一電阻。
5.如權利要求2所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第三組合電阻包含該第一電阻串聯一第三電阻。
6.如權利要求4所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第三組合電阻包含該第一電阻串聯一第三電阻。
7.如權利要求6所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的切換開關組包含一第一開關及一第二開關，該第一開關設于該第一電阻、該第二電阻與該第三電阻之間，及該第二開關設于該第一開關、該第三電阻與該第二電路單元之間。
8.如權利要求1所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份濃度對映表。
9.如權利要求1所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份放電曲線對映表。
10.一種可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，包括一信號來源端，其一第一端用以接收一模擬信號，該模擬信號相應施予在該可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生；一第一電阻，該第一電阻的一第一端電性耦接于該信號來源端的一第二端；一電路單元，包含一反相放大器、數個組合放大電阻及一切換開關，該反相放大器的一第一端電性耦接于該第一電阻的一第二端，該反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及該反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端，該等組合放大電阻的一第一端電性耦接于該反相放大器的該第一端，該切換開關設于該等組合放大電阻與該反相放大器的該第三端之間，該切換開關可切換至該等組合放大電阻任一者；及一微處理器，電性耦接于該電壓輸出端，其內建有數個輸出電壓對映表，其中該等組合放大電阻分別相應一該輸出電壓對映表。
11.如權利要求10所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的電路單元包含一反相放大器、一第一組合放大電阻、一第二組合放大電阻、一第三組合放大電阻及該切換開關，該反相放大器的一第一端電性耦接于該第一電阻的一第二端，該反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及該反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端，該第二組合放大電阻大于該第一組合放大電阻及小于該第三組合放大電阻，該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻的一第一端電性耦接于該反相放大器的該第一端，該切換開關設于該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻與該反相放大器的該第三端之間，該切換開關可切換至該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻任一者，當該模擬信號經由該電路單元產生相應的一輸出電壓介于一第一預定電壓與一第二預定電壓之間，該第一預定電壓小于該第二預定電壓，該切換開關切換至該第二組合放大電阻，當該輸出電壓小于該第一預定電壓時，該切換開關切換至該第三組合放大電阻，及當該輸出電壓大于該第二預定電壓時，該切換開關切換至該第一組合放大電阻。
12.如權利要求11所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第一組合放大電阻包含一第一放大電阻，該第二組合放大電阻包含一第二放大電阻，及該第三組合放大電阻包含一第三放大電阻，其中該第二放大電阻大于該第一放大電阻及小于該第三放大電阻。
13.如如權利要求10所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份濃度對映表。
14.如權利要求10所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份放電曲線對映表。
15.一種可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，包括一信號來源端，其一第一端用以接收一模擬信號，該模擬信號相應施予在該可調式生物傳感器的一檢體中一特定成份而產生；一第一電路單元，包括數個組合電阻及一切換開關組，該信號來源端的一第二端可分別電性耦接于該等組合電阻的一第一端，及該切換開關組可切換至該等組合電阻任一者；一第二電路單元，包含一反相放大器、數個組合放大電阻及一切換開關，該反相放大器的一第一端電性耦接于該切換開關組的一端，該反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及該反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端，該等組合放大電阻的一第一端電性耦接于該反相放大器的該第一端，該切換開關設于該等組合放大電阻的第二端與該反相放大器的該第三端之間，該切換開關可切換至該等組合放大電阻任一者；及一微處理器，電性耦接于該電壓輸出端，其內建有數個輸出電壓對映表，分別相應該可調式控制電路的不同的電阻組合。
16.如權利要求15所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的第一電路單元包括一第一組合電阻、一第二組合電阻、一第三組合電阻及該切換開關組，其中該第二組合電阻大于該第一組合電阻及小于該第三組合電阻，該信號來源端的一第二端可分別電性耦接于該第一組合電阻、該第二組合電阻及該第三組合電阻的一第一端，及該切換開關組可切換至該第一組合電阻、該第二組合電阻及該第三組合電阻任一者，及該第二電路單元包含一反相放大器、一第一組合放大電阻、一第二組合放大電阻、一第三組合放大電阻及該切換開關，該反相放大器的一第一端電性耦接于該第切換開關組的一端，該反相放大器的一第二端電性耦接于一參考電壓，及該反相放大器的一第三端電性耦接于一電壓輸出端，該第二組合放大電阻大于該第一組合放大電阻及小于該第三組合放大電阻，該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻的一第一端電性耦接于該反相放大器的該第一端，該切換開關設于該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻與該反相放大器的該第三端之間，該切換開關可切換至該第一組合放大電阻、該第二組合放大電阻及該第三組合放大電阻任一者，當該模擬信號經由該第二電路單元產生相應的一輸出電壓介于一第一預定電壓與一第二預定電壓之間，該第一預定電壓小于該第二預定電壓，該切換開關組切換至該第二組合電阻及該切換開關切換至該第二組合放大電阻，當該輸出電壓小于該第一預定電壓時，該切換開關組切換至該第一組合電阻及該切換開關切換至該第三組合放大電阻，及當該輸出電壓大于該第二預定電壓時，該切換開關組切換至該第三組合放大電阻及該切換開關切換至該第一組合放大電阻。
17.如權利要求15所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份濃度對映表。
18.如權利要求15所述的可調式生物傳感器的控制電路，其特征在于，上述的輸出電壓對映表為一輸出電壓-特定成份放電曲線對映表。
19.一種可調式生物傳感器測量方法，其特征在于，包括施予一檢體于一可調式生物傳感器，該可調式生物傳感器相應該檢體中一特定成份產生一反應電流及該檢體收集自一受測對象；將該反應電流送入一具有數個可選擇增益值的電流/電壓轉換器，以產生相應的一輸出電壓；判斷該輸出電壓是否介于一第一預定電壓與一第二預定電壓之間，該第一預定電壓小于該第二預定電壓；及當該輸出電壓小于該第一預定電壓時，設定該電流/電壓轉換器的增益值至大于目前增益值的一該可選擇增益值，及重新施予收集自該受測對象的另一檢體于該可調式生物傳感器；當該輸出電壓介于該第一預定電壓與該第二預定電壓之間，將該輸出電壓輸出至一微處理器，根據該微處理器內建的相應目前被設定的該可選擇增益值的一輸出電壓對映表，以決定該檢體中該特定成份的一濃度值；當該輸出電壓大于該第二預定電壓時，設定該電流/電壓轉換器的增益值至小于目前增益值的另一該可選擇增益值，及重新施予收集自該受測對象的另一檢體于該可調式生物傳感器。
20.如權利要求19所述的可調式生物傳感器測量方法，其特征在于，上述的電流/電壓轉換器包含一反相放大器電路及其該等可選擇增益值是根據該反相放大器電路的不同電阻組合而定。
全文摘要
本發明涉及一種可調式生物傳感器的控制電路及其測量方法，本發明的可調式生物傳感器控制電路包括一信號來源端、一第一電路單元、一第二電路單元及一微處理器，信號來源端的一第一端用以接收一模擬信號，此模擬信號相應施予在可調式生物傳感器的一檢體中一特定成分而產生，本發明可調式生物傳感器借助選擇其控制電路上不同的電阻組合，以調整受測信號的增益大小，使相應此受測信號的一輸出電壓在可以量測的電壓范圍值內，本發明并配合內建相應此些不同電阻組合的數個輸出電壓對映表于微處理中，以根據受測信號相應的電阻組合所對應的輸出電壓對映表，決定受測檢體中特定成分的濃度值。
文檔編號G01N33/66GK1566937SQ03137179
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月11日 優先權日2003年6月11日
發明者黃英俊, 王國任 申請人:力捷電腦股份有限公司