[實用新型]組裝式生物傳感器芯片

有效

• 申請號: 201821740743.2
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN209264620U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 李冠華;顏丹;劉福龍;董青龍
• 申請（專利權）人: 深圳市刷新智能電子有限公司
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 深圳眾贏通寶知識產權代理事務所(普通合伙) 44423
• 代理人: 翁治林

本實用新型涉及一種組裝式生物傳感器芯片，信號采集電路和生物信號采集工作電極分別位于第一基材層的第一表面層和第二表面層，信號采集電路和生物信號采集工作電極通過導電孔連接；信號采集參比電極位于第二基材層的第一表面層，第一基材層和第二基材層通過導電凸點電連接，信號采集工作電極對著信號采集參比電極，兩電極形成縫隙，被測液體(如汗液)流過縫隙，與工作電極表面修飾的功能薄膜反應產生電流或電勢，該信號被信號采集電路放大濾波采集后送給主控電路處理。該結構組裝的傳感器芯片信號傳輸路徑短、信號路徑干擾小；兩電極正對，兩極之間的電場更均勻穩定，毛細縫隙更利于液體的流動，電化學反應條件更穩定，信號穩定性好；集成度高。

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術領域，具體涉及一種組裝式生物傳感器芯片。

背景技術

電化學法分析生物信號是一種常見的方法，一般可以對生物的尿液、汗液和血液等進行檢測，對液體、氣體實現分子級別的檢測。

目前，行業內常規的檢測手段，受限于傳感器設計和反應條件，都是在專業機構單位或大型醫院進行，設備體積大，操作復雜。另一方面，生物電信號一般都比較弱(nA級，mV，μV級)，傳統的電化學傳感器通常都將傳感器做的非常大，讓響應電流盡可能大，從而降低信號采集的難度，這樣決定了他的設備系統不可能做小，不能做消費級的推廣，不便于攜帶。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是：提出一個生物傳感器芯片，將生物信號采集電極和信號采集電路集成在一個芯片，通過集成電路、微納米結構來提升各種微量元素的檢出線(以檢測得出nA級的電流，mV的電壓，μV級的電壓)。

一種組裝式生物傳感器芯片，包括第一基材層、第二基材層、信號采集電路、生物信號采集工作電極和信號采集參比電極；第一基材層設置有連通上下表面的第一導電孔和第二導電孔；

信號采集電路和生物信號采集工作電極分別位于第一基材層的第一表面層和第二表面層，信號采集電路和生物信號采集工作電極通過第一導電孔實現電路連接；

信號采集參比電極位于第二基材層的第一表面層，第二基材層的第一表面層設置有第一導電凸點，第一導電凸點與信號采集參比電極通過電路連接；

生物信號采集工作電極對著信號采集參比電極，第一導電凸點焊接或通過導電膠粘接在第一基材層的第二表面層，第一基材層和第二基材層形成機械互聯和電氣互聯，生物信號采集工作電極和信號采集參比電極之間設置有間隙或流道；第一基材層和第二基材層為硅基層、砷化鎵基材層、碳納米管基材層或石墨烯基材層或陶瓷基材層。

生物信號采集工作電極對著信號采集參比電極，有利于在兩電極之間形成均勻的電場，被測液體(汗液)在兩電極間的縫隙流過，讓電化學反應更加穩定，讓汗液采集傳感器的設計更容易實現。

優選的，第一導電凸點焊接在第二導電孔上；或，

第一導電凸點焊接在第一基材層的第二表面層的與第二導電孔電連接的電路上。

優選的，第一導電凸點在低溫(低于100℃)或常溫(20-50℃)下通過導電膠粘接在第一基材層的第二表面層的第二導電孔上；或，第一導電凸點在低溫或常溫下通過導電膠粘接在第一基材層的第二表面層的與第二導電孔電連接的電路上。生物信號反應膜層可能無法承受高溫，第一基材層和第二基材層的組裝需要在低溫或常溫，或局部高溫下進行；可以考慮常溫固化導電膠粘接，超聲壓焊，或者引線鍵合工藝。優選的，還包括對電極，對電極位于第二基材層的第一表面層，對電極毗鄰信號采集參比電極設置對電極的作用是和生物信號采集工作電極組成回路以通過電流。

生物信號采集工作電極為多孔納米金微電極或多孔納米鉑微電極。多孔納米金微電極的微孔的孔徑在10nm-500nm，納米多孔結構能夠增加傳感器的表面積，增加檢出限，可以檢測出來的體液的微小電流、電壓或電阻的最小值或最大值；同時多孔結構方便固定反應膜，界面阻抗更小，減小信號干擾。