專利名稱：基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于膽固醇檢測領域，尤其涉及利用生物芯片的方法進行無創膽固醇的智能監測系統。
背景技術：
多年研究表明，動脈粥樣硬化疾病及其并發癥，例如冠心病、中風等心血管疾病，是全世界人口致殘致死的主要原因。以中國為例，2006年中國衛生部統計信息中心發布的《中國衛生事業發展情況統計公報》顯示，從1990年起我國心血管疾病死亡率和死亡構成比持續居首位，目前已至少占全國總死亡人數的40%，且這些數據還會以每年近千萬的速度增力口，因此可見動脈粥樣硬化疾病及其并發癥對人類健康的威脅非常大。而多項研究表明，人·體中的高膽固醇含量是引起動脈粥樣硬化的最主要原因之一，降膽固醇藥物及飲食的控制都是治療相關疾病的基礎，而這些措施都離不開對相關人員膽固醇含量的正確獲取。目前，最傳統廣泛的檢測膽固醇含量的方法均是有創的，即通過抽取血液測定血漿總膽固醇含量或高低密度脂蛋白的含量，這些方法在檢測前均需要禁食一段時間，不僅耗時耗力、成本高，還會給被測人員帶來一定的痛苦及感染的風險。即使用戶采用在家自檢的方式，也需要昂貴的試劑以及試紙等，且可能產生采血污染及細菌感染問題，因此利用無創的方式檢測膽固醇的含量，可以幫助人們盡量避免以上存在的相關問題。現有的無創膽固醇測定技術主要有(I)中國發明專利公開說明書“用于非侵入性測定皮膚組織膽固醇的方法和設備”(申請號200680006258. 6，
公開日2008年6月4日)，該專利公開了一種直接利用化學試劑在皮膚組織表面發生化學反應并通過比色器或光度計等工具讀出最終的測定結果。該方法是在皮膚上直接測定的，且被測人員的一整套檢測過程需要專門的人員進行操作并且控制試劑量的滴加等，這樣會限制進行大范圍的檢測。(2)中國發明專利公開說明書“直接分析通過膠帶剝離獲得的皮膚樣品中的皮膚膽固醇”(申請號=200580013893. 2，
公開日2007年5月9日)，該專利公開了一種利用粘膠帶剝離獲取皮膚外角質層的樣品，再利用能與膽固醇特異性結合的一系列化學試劑定量測定樣品的膽固醇含量。該方法雖然克服了上一技術的大范圍檢測限制，但是整個檢測過程仍然需要分步進行多個實驗，不僅浪費人力而且占用時間。目前市場上結合智能檢測的膽固醇檢測幾乎是空白的，而人性化服務被現代社會的要求越來越多，所以開發具有智能檢測膽固醇含量信息的系統，是一種必然的趨勢。
發明內容
本發明的目的在于克服以上背景描述中的缺點，提供一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，可更快速、廣泛、精確的測定膽固醇的含量。實現本發明目的的技術解決方案為一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，包括皮膚樣品獲取裝置，生物芯片和智能監測系統，其中
皮膚樣品獲取裝置用于無創獲取皮膚膽固醇樣品；生物芯片用于實現樣本處理、檢測及轉化檢測信號；智能監測系統用于測算、輸出檢測結果、控制信息傳輸。進一步的，為了方便采樣操作，皮膚樣品獲取裝置在機械結構上，可以設計為具有獨立的結構，能夠與生物芯片和智能監測系統分開使用。上文所述皮膚樣品獲取裝置，選自以下技術方案采用皮膚粘膜、凸刃小刀直接粘取或刮取皮屑，或其他能夠獲取皮膚樣品的裝置；進一步的，為了更加準確的控制采樣量，還可以將皮膚粘膜、凸刃小刀分別固定在自動控制裝置上，利用裝置的自動控制性，以實現等時間、等壓力、且均勻的采取所選皮膚處的樣品。進一步地，上文所述的皮膚粘膜具有壓敏性，其材料可以選自丙烯酸基膠粘劑、合成橡膠彈性體膠粘劑、硅氧烷基膠黏劑、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物形成的彈性體。 上文所述的生物芯片，由基片載體、載體上的反應區以及生化傳感器構成，其中所述的基片載體可以由玻璃片、硅片、尼龍膜等材料構成；所述的載體上的反應區是指用于樣品中膽固醇含量檢測的反應區；所述的生化傳感器用于收集載體上的反應區的理化信號，并轉化檢測信號(電信號)。上文所述的生物芯片能夠通過數據傳輸線與智能監測系統連接，并將生物芯片的檢測信號傳輸給智能檢測系統；所述的智能監測系統由以單片機為主要控制核心，附加顯示單元、報警單元、遠程監控單元以及功能開關所構成，即所述的智能監測系統是以單片機為主要控制核心的，所述的這些單元，需要由單片機控制或者交互指令控制操作；其中，①所述的單片機能夠接收生物芯片傳輸的檢測信號，并完成膽固醇含量的測算及數據的運算處理；②所述的單片機能夠預存、輸入和/或輸出膽固醇含量安全閾值的數據庫；③所述的單片機能夠存儲、輸入和/或輸出不同被測樣品的膽固醇含量信息；④所述的顯示單元能夠輸出單片機的運算結果，其顯示方式可以包括參考安全閾值直接數字含量的顯示，和/或參考安全閾值的階段性含量曲線顯示；進一步地，所述的顯示單元也可以集成觸摸控制功能，以實現對其他各項操作的控制。⑤所述的報警單元是指，單片機能夠對超出了安全閾值范圍的結果提示報警；報警的方式包括在顯示單元的屏幕設置提示信息，或者語音報警，或者遠程報警。⑥所述的遠程監控單元，能夠將被測人員的膽固醇含量信息傳送給相關人員或站點，或者將單片機中預存的安全閾值數據庫通過遠程監控單元更新；進一步地，其遠程傳送方式可以為互聯網、移動通信網絡(如GPRS網絡)、藍牙智能終端等；⑦智能檢測系統設有相應的功能開關，以實現選擇對功能需求的輸出控制；進一步地，功能開關可以是獨立的單元，可以是復合的，也可以通過利用觸摸控制顯示屏來完成功能開關的選擇。本發明與現有技術相比，其顯著優點在于I、無創檢測，很大程度的減輕了被測人員的痛苦，避免了抽血檢測帶來的各種感染風險；
2、基于生物芯片的測試快速、精確，可靠性高；3、數據記憶存儲功能，可同時記憶多位被測人員的膽固醇含量并按需階段性的顯示出被測人員的膽固醇含量曲線；4、系統人性化設置，充分利用了現代信息的無線傳送功能，使相關人員或站點可以實時監控被測人員的膽固醇含量情況。
圖I是基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統結構圖。圖2是智能監控系統的結構圖。其中，I.皮膚樣品獲取裝置；2.生物芯片；3.智能監測系統；21.基片載體；22.基 片載體上的反應區；23.生化傳感器；31.單片機；32.功能開關；33.顯示單元；34.報警單元；35.遠程監控單元。
具體實施例方式以下結合附圖I和2及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。采樣部位首先清潔被測人員所需采樣的皮膚表面，一般優選手掌部位的皮膚，以便排除其他干擾因素(例如皮脂腺)的影響，從而采集到優質的皮膚樣品源。樣品獲取再利用皮膚樣品獲取裝置I進行皮膚采樣。利用皮膚粘膜或凸刃小刀直接粘取或刮取皮膚樣品；如果將皮膚粘膜或凸刃小刀固定在自動控制裝置上，則可以利用機械部件的力與慣性控制的設計，以自動控制采樣壓力、時間及均勻性；也可以采取將上述的機械部件結合簡單的單片機控制程序，以自動控制采樣壓力、時間及均勻性，使得控制部件能夠確保采樣量的相對精確，不受采樣人員的不同而有所差異。生物芯片2處理將獲取的皮膚樣品直接放置于生物芯片2上對應的基片載體21上的基片載體的反應區22，再通過能與膽固醇特異性反應或結合的化學試劑的作用進行樣品處理，并將樣品處理過程中產生的理化信號通過生物芯片2的生化傳感器23感知接收、轉換檢測信號(電信號)，并發送給智能監測系統3。數據管理附圖2為智能監測系統3的結構圖；其中，智能監測系統3接收到生物芯片2的檢測信號(電信號)后，會發送給智能監測系統3，通過單片機31進行數據的運算處理，并將對應的膽固醇含量檢測結果通過顯示單元33以需要的某種方式輸出。顯示單元33可以結合功能開關32的選擇，顯示輸出直接的數字含量信息結果或者階段性曲線的含量結果；報警單元34可以結合功能開關32的選擇以控制是否需要報警，是否需要遠程報警，以什么樣的方式報警等，報警的方式可以有三種，包括語音報警、顯示報警、遠程監控報警；報警單元34中是否發出報警的參考信息來源于單片機31中存儲的安全閾值數據庫。遠程監控單元35可以結合功能開關32的選擇實施監控，遠程監控的方式包括互聯網、移動通信網絡(如GPRS網絡)、藍牙智能終端。功能開關32可以采用獨立或復合開關鍵，也可以用顯示屏直接控制的方式。單片機31存儲了膽固醇安全閾值的數據庫，并且該數據庫可通過遠程監控單元35完成數據更新。也可以結合功能開關32的 選擇，以控制是否開啟網絡，進行數據庫更新。單片機31的配置有存儲功能，可同時階段性存儲多位被測人員的膽固醇含量信息，可同時記憶多位被測人員的膽固醇含量并按需階段性的顯示出被測人員的膽固醇含量曲線，以滿足個性化需求。
權利要求
1.一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，包括皮膚樣品獲取裝置(1)，生物芯片(2)和智能監測系統(3)，其中 所述皮膚樣品獲取裝置(I)選自皮膚粘膜、凸刃小刀或其他能夠獲取皮膚樣品的裝置； 所述的生物芯片(2)，由基片載體(21)、載體上的反應區(22)以及生化傳感器(23)構成，其中所述的基片載體(21)由玻璃片、硅片或者尼龍膜材料構成；所述的載體上的反應區(22)用于樣品中膽固醇含量檢測的反應區；所述的生化傳感器(23)用于收集并轉化載體上的反應區(22)的檢測信號； 所述的生物芯片(2)通過數據傳輸線與智能監測系統(3)連接，并將生物芯片(2)的檢測信號傳輸給智能檢測系統(3)； 所述的智能監測系統(3)由集成了顯示單元(33)、報警單元(34)、遠程監控單元(35)以及功能開關(32)的單片機(31)構成；其中， ①所述的單片機(31)能夠接收生物芯片(2)傳輸的檢測信號，并完成膽固醇含量的測算及數據的運算處理； ②所述的單片機(31)能夠預存、輸入和/或輸出膽固醇含量安全閾值的數據庫； ③所述的單片機(31)能夠存儲、輸入和/或輸出不同被測樣品的膽固醇含量信息； ④所述的顯示單元(33)能夠輸出單片機(31)的運算結果； ⑤所述的報警單元(34)是對超出了安全閾值范圍的結果提示報警； ⑥所述的遠程監控單元(35)，能夠將被測人員的膽固醇含量信息傳送給相關人員或站點，或者將單片機(31)中預存的安全閾值數據庫通過遠程監控單元(35)更新； ⑦智能檢測系統(3)設有功能開關(32)。
2.如權利要求I所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的皮膚樣品獲取裝置(I)具有獨立的機械結構。
3.如權利要求2所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的皮膚粘膜、凸刃小刀分別固定在自動控制裝置上。
4.如權利要求3所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的皮膚粘膜具有壓敏性，其材料選自丙烯酸基膠粘劑、合成橡膠彈性體膠粘劑、硅氧烷基膠黏劑、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物形成的彈性體。
5.如權利要求I或4所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的顯示單元(33)的顯示方式包括參考安全閾值的數字含量顯示，和/或參考安全閾值的階段性含量曲線顯示。
6.如權利要求5所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的顯示單元(33)集成觸摸控制功能。
7.如權利要求I或6所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的報警的方式包括在顯示單元(33)設置提示信息、語音報警或者遠程報警。
8.如權利要求7所述的一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其特征在于所述的遠程傳送方式為互聯網、移動通信網絡或藍牙智能終端。
全文摘要
本發明公開一種基于生物芯片的無創膽固醇智能監測系統，其包括皮膚樣品獲取裝置，生物芯片和智能監測系統三部分；其中，所述的皮膚樣品獲取裝置，可以選擇皮膚粘膜、凸刃小刀或其他能夠獲取皮膚樣品的裝置實現；所述的生物芯片，由基片載體、載體上的反應區以及生化傳感器構成；所述的智能監測系統由以單片機為主要控制核心，附加顯示單元、報警單元、遠程監控單元以及功能開關所構成；本發明基于生物芯片的測試快速、精確，可靠性高的特點，不僅解決了無創檢測待檢人員的膽固醇含量的問題，還提供了智能檢測等多種人性化設置，具有廣泛的應用前景。
文檔編號G01N33/92GK102749462SQ20121025398
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者周正輝, 姜桂娟, 趙裕旭, 閆晉超, 韓少丹 申請人:常熟柏宇醫療電子有限公司