專利名稱：用于固定化酶生物傳感器分析儀的流動注射裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及生物化學分析儀器，具體地說是關于用于固定化酶生物傳感器分析儀的流動注射裝置。
背景技術：
固定化酶生物傳感器分析儀是以固定化酶膜圈為關健元件，微電腦控制的智能化儀表，可快速完成有關物質的定量分析，由電腦設定各種操作程序，達到最精確的測定結果。已經越來越多的用于工業發酵、環境檢測、臨床化驗、體育訓練和科學研究等領域[1]。這類分析儀器是基于下列反應及其它類似的反應，由過氧化氫電極的響應電流來表達反應過程中乳酸、葡萄糖、谷氨酸等物質的含量，用戶可通過更換試劑盒得到各種成份分析化驗結果。
為了充分發揮固定化酶生物傳感器分析儀快速測定多個化學物質的特點，滿足化驗分析過程自動化的要求，設計一種能夠迅速簡便更換傳感器的流動注射裝置是十分必要的。
發明內容
本發明的目的是設計一種流動注射裝，能夠安裝一個或兩個不同的固定化酶傳感器和過氧化氫電極，并能夠方便、迅速地更換固定化酶傳感器，同時帶有電加熱自動恒溫系統和反應池狀態傳感開關，以適應快速、自動測定一個或二個物質的需要。
本發明的用于固定化酶傳感器的流動注射裝置，其技術方案是這樣實現的有機玻璃流動反應池與鋁合金恒溫支撐體系的底部通過合頁狀結構聯接，能夠方便地開合，有機玻璃流動池開設至少一個膜圈槽，帶有與進液和出液不銹鋼管的接口；鋁合金恒溫支撐體系與膜圈槽對應的位置開設有過氧化氫電極安裝孔，內裝過氧化氫電極，進液和出液接口對應的位置安裝有進液不銹鋼管、出液不銹鋼管，并帶有流動池鎖定裝置、過氧化氫電極引出線孔、溫度傳感器安裝孔、加熱功率晶體管固定孔、微動狀態開關安裝孔、安裝固定孔、過氧化氫電極定位螺絲。如果在有機玻璃流動池上開設兩個膜圈槽，放置不同的酶膜圈，那么在鋁合金恒溫支撐體系上對應的位置安裝兩個過氧化氫電極，可用于同時測定兩種不同的物質。
圖1單電極流動注射裝置圖2雙電極流動注射裝置圖3單電極鋁合金恒溫支撐體系背面視4雙電極鋁合金恒溫支撐體系背面視5過氧化氫電極外形6恒溫加熱電原理圖1、過氧化氫電極2、流動反應池3、鋁合金恒溫支撐體系4、傳感器膜圈槽5、不銹鋼流動池鎖定裝置、脫扣按鈕6、進液不銹鋼管7、出液不銹鋼管 8、微動狀態開關杠桿9、流動池鎖定彈簧 10、流動池與鋁合金支架固定銷11、鎖定裝置與鋁合金支架固定銷 12、流動池與進液不銹鋼管接口13、流動池與出液不銹鋼管接口14、流動反應池自動鎖定半圓形結構15、過氧化氫電極定位螺絲16、過氧化氫電極引出線17、溫度傳感器安裝孔18、加熱功率晶體管固定孔19、微動狀態開關安裝孔 20、安裝固定孔 21、過氧化氫電極定位槽
具體實施例方式如圖1，2所示有機玻璃流動池(2)與鋁合金恒溫支撐體系(3)通過固定銷(10)聯接呈合頁狀結構，流動池(2)可作最大90度轉動，在打開狀態下流動池呈水平放置，用“O”形橡膠圈作支撐的固定化酶傳感器膜正好放入膜圈槽(4)內。過氧化氫電極(1)與流動反應池(2)的接口面呈圓錐形結構，錐度一致，電極體的大部分埋入恒溫鋁合金體內，通過鋁合金上的定位螺絲(15)固定，在電極體上開一個長型定位槽(21)使電極在鋁合金體內有約1.5毫米的伸縮空間，在電極的后部放一只彈簧，保證電極與酶傳感器膜和流動反應池緊密接觸同時也使脫扣按鈕按下時流動反應池能自動彈出。電極的電纜(16)從鋁合金恒溫塊的后背面引出。
流動反應池(2)通過鎖定裝置(5)與鋁合金支撐體系(3)、過氧化氫電極接合，鎖定裝置(5)由0.5～0.8mm不銹鋼薄板制作，通過固定銷(11)與鋁合金塊(3)結合，脫扣按鈕(5)下的彈簧(9)使鎖定裝置處于鎖定狀態。流動反應池(2)邊上的半圓形結構(14)使流動池在閉合過程中自動打開鎖定裝置。
流動池的液體流動管道內徑為1mm，避免液體在流動過程中由于表面張力的作用出現截面不同部位流速不勻現象。在流動池鎖定狀態下，緩沖液和測定樣品從進液不銹鋼管(6)進入，通過流動反應池上進液接口(12)和出液接口(13)，從不銹鋼管(7)排出，不銹鋼管的內徑也為1mm，不銹鋼管與流動反應池接口通過硅橡膠密封圈密封。在接口處的鋁塊上開一與不銹鋼管同心的圓形凹孔，用以安放密封用硅橡膠圈，深度比橡膠密封圈厚度小0.2毫米左右。
在鋁合金塊(3)與流動反應池(2)的接合面上開一圓孔，內置一杠桿與固定于鋁合金背面微動狀態開關安裝孔(19)的微動開關相連，用于檢測流動反應池的位置狀態，作為對流動注射使能的控制信號，當流動反應池打開時，禁止流動注射分析。
固定化酶生物傳感器，對系統的恒溫要求不會超過40℃，本裝置巧妙地利用大功率晶體管的PN結功耗作為系統的加熱源，安裝十分方便，控制電路如圖6所示，Q1為加熱晶體管，Q1發射極所接0.5歐電阻為采樣電阻，用于加熱電流的控制，TL431提供設定溫度的基準電壓，隨著鋁合金塊溫度上升，溫度傳感器LM335輸出電壓升高，當輸出電壓接近TL431設定電壓時，運放LM358的7腳輸出電壓下降，從而控制加熱晶體管加熱電流下降，由于LM358的最高輸出電壓在10V左右，經R4和R11分壓，使Q1的最大加熱電流限制在0.6A左右，最大加熱功率約7瓦。
本裝置在流動注射測定過程中，緩沖液與樣品首先通過穿越恒溫鋁合金支架的不銹鋼管進行預加熱，再流入流動反應池，固定化酶傳感器作為信號源緊貼過氧化氫電極，而后者大部分被埋入恒溫鋁合金支架中，所以反應過程中可保持酶傳感器的反應溫度恒定，保證了反應裝置可在較大的溫度范圍內使用。
本裝置結構簡單，操作方便，流動反應池與鋁合金支撐體系呈合頁狀結構，更換傳感器時，只要壓下鎖定裝置(5)，流動反應池即可彈出，翻開90度，把傳感器放入流動池的膜圈槽(4)內，合上流動反應池即完成傳感器的安裝。本裝置的過氧化氫電極表面呈圓錐型結構，與固定化酶傳感器和流動反應池呈緊密配合狀態，測定過程中傳感器的響應和洗脫速度快，測定重復性好，用葡萄糖傳感器實際測試表明本裝置用于測定4mg/100ml的葡萄糖標準液，包括采樣、測定、洗脫的全部時間總和小于1分鐘，重復誤差小于2％。
本裝置對于使用固定化酶生物傳感器的分析儀器具有很強的通用性。
參考文獻[1]馮德榮等，山東科學1990，3(3)1-權利要求
1.一種用于固定化酶生物傳感器分析儀的流動注射裝置，其特征在于有機玻璃流動反應池(2)與鋁合金恒溫支撐體系(3)的底部通過合頁狀結構聯接，有機玻璃流動反應池(2)開設至少一個傳感器膜圈槽(4)，并帶有與進液不銹鋼管的接口(12)和出液不銹鋼管的接口(13)鋁合金支撐體系(3)與膜圈槽(4)對應的位置開設有過氧化氫電極固定孔，內裝過氧化氫電極(1)，并設有進液不銹鋼管(6)出液不銹鋼管(7)，上部帶有流動池鎖定裝置(5)，還開設有過氧化氫電極引出線孔，溫度傳感器安裝孔(17)，加熱功率晶體管固定孔(18)，微動狀態開關安裝孔(19)，安裝固定孔(20)，過氧化氫電極定位螺絲(21)，本裝置利用大功率晶體管的PN結功耗作為系統的加熱源。
2.根據權利要求1所述的用于固定化酶生物傳感器分析儀的流動注射裝置，其特征在于所述的有機玻璃流動反應池(2)開設兩個傳感器膜圈槽(4)，鋁合金支撐體系(3)與膜圈(4)對應的位置開設過氧化氫電極固定孔，可裝兩個過氧化氫電極(1)。
全文摘要
本發明公開了一種用于固定化酶生物傳感器分析儀的流動注射裝置，其特點是有機玻璃流動反應池與鋁合金支撐體系的底部通過合頁狀結構聯接，能夠方便地開合，流動反應池可設一至二個酶膜圈槽，并帶有進液和出液不銹鋼管接口，鋁合金支撐體系與膜圈槽對應的位置開設有過氧化氫電極固定孔，內裝過氧化氫電極，還設有進、出液不銹鋼管、流動池鎖定裝置、電極線引出孔、溫度傳感器安裝孔、加熱功率晶體管安裝孔、微動狀態開關安裝孔等，利用大功率晶體管的PN結功耗作為恒溫熱源。本裝置更換傳感器十分方便，過氧化氫電極與固定化酶傳感器和流動反應池呈緊密結合狀態，測定過程中傳感器的響應和洗脫速度快、重復性好，測定一個樣品全部時間總和小于1分鐘，重復誤差小于2％，本裝置有很強的通用性，并可同時測定兩種化學物質。
文檔編號G01N35/08GK1525176SQ03139049
公開日2004年9月1日 申請日期2003年9月16日 優先權日2003年9月16日
發明者朱思榮, 馮德榮, 周萬里, 馮東, 畢春元 申請人:山東省科學院生物研究所