專利名稱：一種生物感測系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物感測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有無線射頻辨識系統(tǒng)
(Radio Frequency Identification; RFID)的生物感測系統(tǒng)及其使用方法，通過生物 傳感器的讀取電路(Reader)讀取生物感測試片結(jié)構(gòu)或生物感測試片瓶或罐上的電 子巻標(Tag)所儲存的數(shù)據(jù)/參數(shù)。
背景技術(shù)：
自20世紀開始，隨著醫(yī)療體系進步，人類壽命在不斷延長，但是各種文明病 卻普遍存在于社會中，糖尿病即是其中一種重要的病例。在糖尿病方面，根據(jù)世界 衛(wèi)生組織(WHO)報告統(tǒng)計，2000年死于糖尿病的全球人口約有81萬人，而患 有糖尿病者約有1495萬人。在大部份發(fā)達國家中，糖尿病所造成的死亡人數(shù)排名 為第四位。到2025年時，全球糖尿病患者將增加到3億人，將占總?cè)丝跀?shù)的1.67 %，這一龐大的數(shù)字使我們不得不重視對糖尿病的控制。
隨時監(jiān)控血糖濃度是控制糖尿病過程中非常重要的步驟。臨床上，測定血中 生化物質(zhì)濃度的方法有很多種，較被廣泛使用的是臨床生化實驗室的大型生化檢測 機臺，但在使用此類儀器時必須在特定的醫(yī)療機構(gòu)，這就限制了檢測地點。為使儀 器便于攜帶以及個人使用方便，居家型的生物傳感器結(jié)合拋棄式的生物感測試片就 成為個人居家檢測的主流。
生物傳感器是一種偵測裝置，由具專一性的生物性物質(zhì)與轉(zhuǎn)換器(transducer) 組合而成。具專一性的生物性物質(zhì)會辨識特定的標的物，例如血糖、尿酸、膽固醇、 三酸甘油酯、麩草酸轉(zhuǎn)氨酶(GOT)或麩胺基轉(zhuǎn)氨酶(GPT)，并且轉(zhuǎn)換成為另一 種生物分子，此變化通常會被轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電子訊號，且調(diào)校到特定范圍以利偵測。
現(xiàn)有技術(shù)是將生物感測試片的相關(guān)數(shù)據(jù)/參數(shù)儲存在密碼卡(codecard)內(nèi)， 在檢測樣品中特定的標的物前，先將密碼卡插入插槽，此時密碼卡內(nèi)生物感測試片 的數(shù)據(jù)/參數(shù)將被讀取。樣品中特定的標的物的檢測是依據(jù)測試前生物傳感器讀取密碼卡內(nèi)生物感測試片的數(shù)據(jù)/參數(shù)計算出結(jié)果。然而，居家型生物感測系統(tǒng)在檢 測樣品中特定的標的物時，常會出現(xiàn)計算出來的結(jié)果不正確，其原因一部分是由于 使用者在操作時用錯密碼卡(l)用錯批號的密碼卡，會出現(xiàn)在使用單功能生物感 測系統(tǒng)或多功能生物感測系統(tǒng)；(2)用錯功能的密碼卡，會出現(xiàn)在使用多功能生物 感測系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的任務是提供一種改進的生物感測系 統(tǒng)及其使用方法，特別是一種具有無線射頻辨識系統(tǒng)的生物感測系統(tǒng)及其使用方 法，它解決了現(xiàn)有的居家型生物感測系統(tǒng)在檢測樣品中特定的標的物時，因使用者 操作時用錯密碼卡導致計算出來的結(jié)果不正確的問題。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種生物感測系統(tǒng)，用以檢測樣品中特定的標的物的濃度，樣品包括血液、 體液、唾液、尿液或水溶液，標的物包括血糖、尿酸、膽固醇、三酸甘油酯、麩草 酸轉(zhuǎn)氨酶或麩胺基轉(zhuǎn)氨酶，所述生物感測系統(tǒng)利用無線射頻辨識系統(tǒng)整合而成，無 線射頻辨識系統(tǒng)包括讀取電路以及電子巻標；
所述生物感測系統(tǒng)包括裝有讀取電路的生物傳感器，以及用于該生物傳感器 的帶有電子巻標的生物感測器件；
所述生物傳感器包括微控器、無線射頻辨識系統(tǒng)讀取電路、溫度感測電路、 按鍵電路、液晶顯示器、程序更新燒錄電路、以及可編程序試紙感測電路；
所述無線射頻辨識系統(tǒng)的操作流程系由生物傳感器內(nèi)的微控器下達控制命令 給讀取電路，讀取電路發(fā)送無線電波到生物感測器件上的電子巻標，電子巻標收到 無線電波后，電子巻標內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)或參數(shù)以無線電波傳送給讀取電路，微控器再 由讀取電路將該數(shù)據(jù)或參數(shù)讀入。
所述生物感測器件為生物感測試片結(jié)構(gòu)，生物感測試片結(jié)構(gòu)包括一片以上基 板以及在該基板上設(shè)置的反應區(qū)、電極和電子巻標。
所述生物感測試片結(jié)構(gòu)的基板結(jié)構(gòu)足以形成一個三維空間的反應室。
所述生物感測試片結(jié)構(gòu)的反應區(qū)為酵素反應區(qū)，在該酵素反應區(qū)平面上涂布 有一層以上生物反應膜，該生物反應膜含有與樣品中標的物產(chǎn)生生化或化學反應的物質(zhì)，包括生物活性物質(zhì)及非生物活性物質(zhì)。
所述生物感測試片結(jié)構(gòu)的電極包括一個工作電極和一個以上參考電極，電極 一端延伸至反應區(qū)平面，電極另一端為與生物傳感器相接觸的連接端。
所述生物感測試片結(jié)構(gòu)的電子巻標設(shè)置在基板上或與基板制成一體。
所述生物感測器件為生物感測試片瓶或罐。
所述生物感測試片瓶或罐上設(shè)有電子巻標。
一種生物感測系統(tǒng)的使用方法，對于生物感測試片結(jié)構(gòu)中的電子巻標的操作 流程為
步驟一將生物感測試片插入生物傳感器，生物傳感器自動讀取生物感測試 片內(nèi)的數(shù)據(jù)或參數(shù)；
步驟二液體被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，液體被吸入生物 感測試片成功，則進入步驟三；液體被吸入生物感測試片若不成功，則重復步驟二；
步驟三運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器顯示，并將此數(shù)值及 檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
一種生物感測系統(tǒng)的使用方法，對于生物感測試片瓶或罐上的電子巻標的操 作流程為
步驟一將生物感測試片插入生物傳感器；
步驟二將生物感測試片瓶或罐靠近生物傳感器，生物傳感器自動讀取生物 感測試片瓶或罐上的數(shù)據(jù)或參數(shù)；
步驟三液體被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，液體被吸入生物 感測試片成功，則進入步驟四；液體被吸入生物感測試片若不成功，則重復步驟三；
步驟四運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器顯示，并將此數(shù)值及 檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
本發(fā)明的生物感測系統(tǒng)是一種智能型生物感測系統(tǒng)，適用于單功能及多功能 生物感測系統(tǒng)，藉由生物傳感器的讀取電路來讀取生物感測試片結(jié)構(gòu)或生物感測試 片瓶(罐)上的電子巻標所儲存的數(shù)據(jù)/參數(shù)。因此，使用者在操作使用本發(fā)明的 生物感測系統(tǒng)時將不需密碼卡，同時避免了因用錯密碼卡導致誤判身體狀況或病情 的情況，另外減少了生物感測試片的浪費。
本發(fā)明的智能型無線辨識生物感測系統(tǒng)包括生物傳感器(meter)以及用于該生物傳感器的生物感測器件如生物感測試片(strip)和生物感測試片瓶或罐。生物 傳感器可用于多種便攜式電子設(shè)備，例如手機、個人數(shù)字助理(Personal Digital Assistant; PDA)、數(shù)字相豐幾(Digitalcamera)、數(shù)字相框(digitalphotoframe)等。 生物傳感器需具備讀取電路(RFID Reader),用于該生物傳感器的生物感測試片結(jié) 構(gòu)或生物感測試片瓶(罐)則需具有電子巻標(RFIDTag)。電子巻標儲存有生物 感測試片的數(shù)據(jù)/參數(shù)，這些數(shù)據(jù)/參數(shù)可被生物傳感器讀取。當生物感測試片被用 于檢測樣品中特定的標的物時，生物傳感器能依據(jù)測試前取得的數(shù)據(jù)/參數(shù)計算出 結(jié)果。


圖1是本發(fā)明的一種生物感測系統(tǒng)的第一實施例示意圖，顯示出生物傳感器 與設(shè)有電子巻標的生物感測試片之間的操作過程。
圖2是本發(fā)明的一種生物感測系統(tǒng)的第二實施例示意圖，顯示出生物傳感器 與設(shè)有電子巻標的生物感測試片瓶或罐之間的操作過程。
圖3是本發(fā)明的一種生物感測系統(tǒng)中的生物傳感器的工作流程方框圖。
圖4是圖1生物感測系統(tǒng)第一實施例的操作流程圖。
圖5是圖2生物感測系統(tǒng)第二實施例的操作流程圖。
具體實施例方式
參看圖1和圖2，本發(fā)明的一種生物感測系統(tǒng)，用以檢測樣品中特定的標的物 的濃度，檢測的樣品包括血液、體液、唾液、尿液或水溶液，特定的標的物包括血 糖、尿酸、膽固醇、三酸甘油酯、麩草酸轉(zhuǎn)氨酶或麩胺基轉(zhuǎn)氨酶。
本發(fā)明的生物感測系統(tǒng)利用智能型無線射頻辨識系統(tǒng)整合而成。該無線射頻 辨識系統(tǒng)包括讀取電路8以及電子巻標10 (RFIDTag)。
生物感測系統(tǒng)包括裝有讀取電路8的生物傳感器2，以及用于該生物傳感器2 的帶有電子巻標10的生物感測器件。生物感測器件為生物感測試片結(jié)構(gòu)4 (如圖1 中所示)，或為生物感測試片瓶或罐12 (如圖2中所示)。生物感測試片結(jié)構(gòu)4和 生物感測試片瓶或罐12都設(shè)有電子巻標10。
參看圖3，生物傳感器2包括微控器(Micro-controller) 6、無線射頻辨識系統(tǒng)讀取電路(RFID Reader) 8、溫度感測電路(temperature sensor) 26、按鍵電路 (switch circuit) 24、液晶顯示器(LCD) 30、程序更新燒錄電路(insystem programming circuit) 28、 以及可編程序i式纟氏感觀ij電路(programmable strip sensing circuit) 22。
微控器6是生物傳感器的運算核心，依據(jù)測試前生物傳感器讀取密碼卡內(nèi)生 物感測試片的數(shù)據(jù)/參數(shù)，計算出樣品中特定的標的物的檢測結(jié)果，例如濃度。讀 取電路8用于發(fā)送某一頻率的無線電波。溫度感測電路26可檢測當時的溫度，微 控器6可根據(jù)檢測到的溫度及無線射頻辨識系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)/參數(shù)計算出正確的數(shù) 值。按鍵電路24用于微控器6，微控器6會由按鍵電路24讀取使用者的按鍵操作， 并執(zhí)行相關(guān)動作。液晶顯示器30負責顯示所有相關(guān)的信息。程序更新燒錄電路28 亦用于微控器6，微控器6內(nèi)程序的版本可藉由該程序更新燒錄電路28將微控器 程序加以更新?？删幊绦蛟嚰埜袦y電路可用于控制電流、電壓，對于電流、電壓放 大倍率及參考電壓大小的固定，或由微控器因試紙的感測電路的設(shè)計需求不同而進 行控制。
無線射頻辨識系統(tǒng)的操作流程是，當生物感測試片4啟動生物傳感器2后， 置于生物傳感器2內(nèi)的微控器6即下達控制命令給讀取電路8。讀取電路8發(fā)送無 線電波到生物感測試片4的電子巻標10或生物感測試片瓶(罐)12上的電子巻標 10。電子巻標IO收到此無線電波后，電子巻標10內(nèi)有關(guān)生物感測試片4的數(shù)據(jù)/ 參數(shù)以另一頻率的無線電波傳送給讀取電路8，微控器6再由讀取電路8將生物感 測試片4的數(shù)據(jù)/參數(shù)讀入，并以讀入的數(shù)據(jù)/參數(shù)為基礎(chǔ)來計算出生物感測試片4 上樣品中特定的標的物，例如血糖、尿酸、膽固醇、三酸甘油酯、麩草酸轉(zhuǎn)氨酶或 麩胺基轉(zhuǎn)氨酶的檢測結(jié)果如濃度。
生物感測試片結(jié)構(gòu)包括一片以上至數(shù)片基板以及在該基板上設(shè)置的反應區(qū)、 電極和電子巻標。該基板是絕緣基板，該基板結(jié)構(gòu)足以形成一個三維空間的反應室。 生物感測試片結(jié)構(gòu)的反應區(qū)為酵素反應區(qū)，在該酵素反應區(qū)平面上涂布有一層以上 生物反應膜，該生物反應膜含有與樣品中標的物產(chǎn)生生化或化學反應的物質(zhì)，包括 生物活性物質(zhì)及非生物活性物質(zhì)。在基板上設(shè)置的電極至少有三個電極，即一個工 作電極和二個參考電極。電極一端延伸至反應區(qū)平面，電極另一端為與生物傳感器 相接觸的連接端。電子巻標設(shè)置在基板上或與基板制成一體。在基板上還可設(shè)置墊高片和上蓋片。
如圖3中所示，本發(fā)明的智能型生物感測系統(tǒng)可適用于單功能及多功能生物
感測系統(tǒng)，通過生物傳感器2的讀取電路8來讀取生物感測試片4的電子巻標10 或生物感測試片瓶(罐)12上的電子巻標10所儲存的數(shù)據(jù)/參數(shù)；微控器6再由讀 取電路8將生物感測試片4的數(shù)據(jù)/參數(shù)讀入，并下達控制命令給可編程序試紙感 測電路22來控制電流、電壓放大的倍率及參考電壓的大小；同時微控器6讀取溫 度感測電路26檢測到當時的溫度，微控器6可根據(jù)檢測到的溫度及無線射頻辨識 系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)/參數(shù)，計算出待測物的正確數(shù)值。按鍵電路24聯(lián)結(jié)至按鍵，用于 査詢內(nèi)存內(nèi)的記錄、調(diào)整時間及檢測單位等。微控器6會由按鍵電路24讀取使用 者的按鍵操作，并執(zhí)行相關(guān)動作。液晶顯示器30負責所有相關(guān)信息的顯示。微控 器6內(nèi)的程序版本可藉由程序更新燒錄電路28將微控器程序加以更新。
另外，多種便攜式電子設(shè)備可被設(shè)計開發(fā)成生物感測系統(tǒng)，便攜式電子設(shè)備 如手機、個人數(shù)字助理、數(shù)字相機、數(shù)字相框等。
參看圖4，使用本發(fā)明的生物感測系統(tǒng)的方法，對于生物感測試片結(jié)構(gòu)中的電 子巻標的操作流程為
步驟一32:將生物感測試片4插入生物傳感器2，生物感測試片4的啟動電 極會以電子方式或機械方式啟動生物傳感器2，此時生物傳感器2自動讀取生物感 測試片4內(nèi)的數(shù)據(jù)/參數(shù)。
步驟二 34:液體如血液被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，血液被 吸入生物感測試片成功，則進入步驟三36;血液被吸入生物感測試片若不成功， 則重復步驟二 34。
步驟三36:運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器30顯示，并將此數(shù) 值及檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
參看圖5，使用本發(fā)明的生物感測系統(tǒng)的方法，對于生物感測試片瓶或罐上 12的電子巻標的操作流程為
步驟一42:將生物感測試片4插入生物傳感器2，生物感測試片4的啟動電 極會以電子方式或機械方式啟動生物傳感器2。
步驟二44:將生物感測試片瓶或罐12靠近生物傳感器2，此時生物傳感器2 自動讀取生物感測試片瓶或罐12上的數(shù)據(jù)/參數(shù)。步驟三46:液體如血液被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，血液被 吸入生物感測試片成功，則進入步驟四48;血液被吸入生物感測試片若不成功， 則重復步驟三46;
步驟四48:運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器30顯示，并將此數(shù) 值及檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
當然，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員應當認識到，上述實施例僅是用來說明 本發(fā)明，而并非用作對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對上述實 施例的變換、變型都將落在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生物感測系統(tǒng)，用以檢測樣品中特定的標的物的濃度，樣品包括血液、體液、唾液、尿液或水溶液，標的物包括血糖、尿酸、膽固醇、三酸甘油酯、麩草酸轉(zhuǎn)氨酶或麩胺基轉(zhuǎn)氨酶，其特征在于，所述生物感測系統(tǒng)利用無線射頻辨識系統(tǒng)整合而成，無線射頻辨識系統(tǒng)包括讀取電路以及電子卷標；所述生物感測系統(tǒng)包括裝有讀取電路的生物傳感器，以及用于該生物傳感器的帶有電子卷標的生物感測器件；所述生物傳感器包括微控器、無線射頻辨識系統(tǒng)讀取電路、溫度感測電路、按鍵電路、液晶顯示器、程序更新燒錄電路、以及可編程序試紙感測電路；所述無線射頻辨識系統(tǒng)的操作流程系由生物傳感器內(nèi)的微控器下達控制命令給讀取電路，讀取電路發(fā)送無線電波到生物感測器件上的電子卷標，電子卷標收到無線電波后，電子卷標內(nèi)儲存的數(shù)據(jù)或參數(shù)以無線電波傳送給讀取電路，微控器再由讀取電路將該數(shù)據(jù)或參數(shù)讀入。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測器件為 生物感測試片結(jié)構(gòu)，生物感測試片結(jié)構(gòu)包括一片以上基板以及在該基板上設(shè)置的反 應區(qū)、電極和電子巻標。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測試片結(jié) 構(gòu)的基板結(jié)構(gòu)足以形成一個三維空間的反應室。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測試片結(jié) 構(gòu)的反應區(qū)為酵素反應區(qū)，在該酵素反應區(qū)平面上涂布有一層以上生物反應膜，該 生物反應膜含有與樣品中標的物產(chǎn)生生化或化學反應的物質(zhì)，包括生物活性物質(zhì)及 非生物活性物質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測試片結(jié) 構(gòu)的電極包括一個工作電極和一個以上參考電極，電極一端延伸至反應區(qū)平面，電 極另一端為與生物傳感器相接觸的連接端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測試片結(jié) 構(gòu)的電子巻標設(shè)置在基板上或與基板制成一體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測器件為生物感測試片瓶或罐。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物感測系統(tǒng)，其特征在于，所述生物感測試片瓶 或罐上設(shè)有電子巻標。
9. 一種使用權(quán)利要求2所述生物感測系統(tǒng)的方法，其特征在于，對于生物感測試片結(jié)構(gòu)中的電子巻標的操作流程為步驟一將生物感測試片插入生物傳感器，生物傳感器自動讀取生物感測試 片內(nèi)的數(shù)據(jù)或參數(shù)；步驟二液體被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，液體被吸入生物 感測試片成功，則進入步驟三；液體被吸入生物感測試片若不成功，則重復步驟二；步驟三運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器顯示，并將此數(shù)值及 檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
10. —種使用權(quán)利要求7所述生物感測系統(tǒng)的方法，其特征在于，對于生物 感測試片瓶或罐上的電子巻標的操作流程為步驟一將生物感測試片插入生物傳感器；步驟二將生物感測試片瓶或罐靠近生物傳感器，生物傳感器自動讀取生物 感測試片瓶或罐上的數(shù)據(jù)或參數(shù)；步驟三液體被吸入生物感測試片，啟動微控器進行檢測，液體被吸入生物 感測試片成功，則進入步驟四；液體被吸入生物感測試片若不成功，則重復步驟三;步驟四運算完成后，將正確的數(shù)值傳送至液晶顯示器顯示，并將此數(shù)值及 檢測時間存放至內(nèi)存內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物感測系統(tǒng)及其使用方法，用以檢測樣品中標的物的濃度。本系統(tǒng)利用無線射頻辨識系統(tǒng)整合而成，它包括讀取電路及電子卷標。生物感測系統(tǒng)包括裝有讀取電路的生物傳感器，以及用于該生物傳感器的帶有電子卷標的生物感測器件。操作流程系由生物傳感器內(nèi)的微控器下達控制命令給讀取電路，讀取電路發(fā)送無線電波到生物感測器件上的電子卷標，電子卷標收到無線電波后，所儲存的數(shù)據(jù)或參數(shù)傳送給讀取電路，微控器再由讀取電路讀入。按本發(fā)明的使用方法，生物傳感器可自動讀取生物感測試片內(nèi)的數(shù)據(jù)或參數(shù)。在操作使用時不需密碼卡，避免了因用錯密碼卡導致誤判身體狀況的情況，另外減少了生物感測試片的浪費。
文檔編號H04B7/00GK101303345SQ20081012509
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者戴鏗碩, 王宜楷 申請人:暐世生物科技股份有限公司