專利名稱：陽離子數(shù)據(jù)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種陽離子數(shù)據(jù)處理器，具體涉及一種分子化學(xué)檢測(cè)分析類陽離子數(shù)據(jù)處理器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代分子化學(xué)研究表明自然生物體中的微量元素常以正價(jià)陽離子形式存在，例如歐美等專家，在大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與跨學(xué)科基礎(chǔ)研究中發(fā)現(xiàn)，生物組織細(xì)胞之間存在一個(gè)離子通道，該通道以陽離子為主，細(xì)胞內(nèi)鉀離子濃度高，細(xì)胞間鈉離子濃度高。同時(shí)，人類每天必須的飲水中，也含有大量微量元素，這些微量元素?zé)o味無色，表現(xiàn)為溶于水中的正價(jià)陽離子。如何快速對(duì)這些陽離子數(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析，對(duì)防治細(xì)胞組織類疾病、提高食品安全水平， 是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在分析化學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用擴(kuò)展的新課題。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)陽離子檢測(cè)分析一直存在著缺陷和不足。主要是所需器皿、 試劑種類繁多，受場(chǎng)地環(huán)境等條件限制；檢測(cè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長，計(jì)量分析復(fù)雜不便；應(yīng)用時(shí)難以判斷失誤原因，不能適應(yīng)現(xiàn)代分析檢測(cè)要求；因而不能實(shí)現(xiàn)高效、快速、準(zhǔn)確檢測(cè)各種陽離子數(shù)量、濃度及直觀顯示分析結(jié)果。目前國內(nèi)外，尚末見到對(duì)生物細(xì)胞組織和水體中的陽離子檢測(cè)的陽離子數(shù)據(jù)處理器的相關(guān)報(bào)導(dǎo)。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決背景技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種分子化學(xué)檢測(cè)分析類陽離子數(shù)據(jù)處理器，以快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的。本實(shí)用新型的組成及工作原理是由微型電子化學(xué)探頭采集與標(biāo)本陽離子接觸時(shí)產(chǎn)生的模擬電流數(shù)值，經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理器。陽離子數(shù)據(jù)處理器對(duì)模擬電平進(jìn)行抗干擾過濾、放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，通過數(shù)據(jù)傳輸接口經(jīng)專門編制的軟件分析處理，在顯示屏上顯示出數(shù)值和曲線圖形。陽離子數(shù)據(jù)處理器由采集探頭、傳輸線、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、顯示器等單元模塊和外殼、接口、程序等部分組成。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下—種陽離子數(shù)據(jù)處理器，包括數(shù)據(jù)采集探頭、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和顯示器，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括依次連接的輸入接口單元、抗干擾單元、運(yùn)放穩(wěn)定單元、A/D轉(zhuǎn)換器和輸出接口單元，其中輸入接口單元與數(shù)據(jù)采集探頭通過模擬信號(hào)傳輸線連接，輸出接口單元通過控制信號(hào)傳輸線和數(shù)字信號(hào)傳輸線與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接。上述抗干擾單元包括抗干擾惰性電感和抗干擾均衡電路；所述運(yùn)放穩(wěn)定單元由三級(jí)放大模塊、“0”值標(biāo)準(zhǔn)模塊和系統(tǒng)自檢模塊組成；所述A/D轉(zhuǎn)換器由震蕩開關(guān)電路模塊和計(jì)算模塊組成。上述抗干擾單元、運(yùn)放穩(wěn)定單元、A/D轉(zhuǎn)換器和輸入接口單元、輸出接口單元集成在集成電路板上。上述數(shù)據(jù)采集探頭，是包括由內(nèi)向外依次為敏感微型內(nèi)電極芯、內(nèi)隔離管、外電極、外隔離管的針狀微型電子化學(xué)電池探頭，敏感微型內(nèi)電極芯的一端冷壓設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)線。上述敏感微型內(nèi)電極芯為活性金屬鎂棒；內(nèi)隔離管和外隔離管均為熱塑型塑料管；所述外電極為管狀，外電極一端為直角，一端為斜面。上述內(nèi)隔離管的外徑為0. 6 0. 7cm，外隔離管的外徑為1. 0 1. 1cm。傳統(tǒng)的分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)一直依靠的是手工實(shí)驗(yàn)方法，很難做到精準(zhǔn)確定、快捷直觀， 分子檢測(cè)技術(shù)難以在新技術(shù)革命背景下的更廣泛范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。而本實(shí)用新型陽離子數(shù)據(jù)處理器可有效解決上述問題，為提高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)手段帶來技術(shù)性突破。應(yīng)用本實(shí)用新型檢測(cè)時(shí)，由陽離子電子化學(xué)采集探頭接觸生物細(xì)胞組織和水體后，標(biāo)本中的鈉、鉀等陽離子立即啟動(dòng)采集探頭中的電子化學(xué)電池，其電量大小與生物細(xì)胞組織和水體中的鈉、鉀等陽離子數(shù)量、濃度成正比關(guān)系，經(jīng)導(dǎo)線傳輸和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器分析處理后，可得出生物細(xì)胞組織和水體中的鈉、鉀等陽離子數(shù)量、濃度大小，顯示對(duì)應(yīng)數(shù)值和曲線圖形，為細(xì)胞、水質(zhì)微量元素安全量檢測(cè)等提供全新的方法和工具。

圖1為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)傳輸線主視圖；圖2為本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器外形主視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型陽離子數(shù)據(jù)處理器，由數(shù)據(jù)采集探頭、數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器(包括抗干擾、運(yùn)放穩(wěn)定、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)接口等單元)、數(shù)據(jù)顯示器和分析軟件、外殼、電源等部分組成。其中數(shù)據(jù)采集探頭，由內(nèi)向外依次為敏感微型內(nèi)電極芯、內(nèi)導(dǎo)線、內(nèi)隔離管、外電極、外隔離管組成針狀微型電子化學(xué)電池探頭。內(nèi)電極芯，主要成分為活性金屬鎂。內(nèi)導(dǎo)線為銅芯導(dǎo)線。內(nèi)隔離管為直徑的0.6 0.7cm的熱塑型塑料管。外電極，主要成分為活性合金，外形為管狀，一端為直角，一端為斜面。外隔離管為直徑的1.0 1. Icm的熱塑型塑料管。將上述組件安裝在由醫(yī)用工程塑料和特制屏蔽抗干擾恒阻導(dǎo)線接頭組成的筆狀外殼內(nèi)，組成數(shù)據(jù)采集探頭。其中數(shù)據(jù)傳輸線，內(nèi)選用有恒阻特性的銅芯導(dǎo)線，外選用特制屏蔽抗干擾材料。為確保采集的微電平信號(hào)無損耗送至陽離子數(shù)據(jù)處理器，導(dǎo)線直徑為2mm銅芯。導(dǎo)線長度根據(jù)需要選取。因用于潮濕條件下，導(dǎo)線接頭部分須經(jīng)特殊防水處理。其中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，由抗干擾、運(yùn)放穩(wěn)定、A/D轉(zhuǎn)換3個(gè)單元和數(shù)據(jù)接口組成。抗干擾單元包括抗干擾惰性電感和抗干擾均衡電路。運(yùn)放穩(wěn)定單元由三級(jí)放大模塊、“0”值標(biāo)準(zhǔn)模塊、系統(tǒng)自檢模塊3個(gè)模塊組成。A/D轉(zhuǎn)換器由震蕩開關(guān)電路模塊和計(jì)算模塊組成?？垢蓴_單元、運(yùn)放穩(wěn)定單元、A/D轉(zhuǎn)換單元集成在專門設(shè)計(jì)的電路板上。數(shù)據(jù)接口由數(shù)據(jù)輸入接口、數(shù)據(jù)輸出接口及輸入、輸出命令組成。其中數(shù)據(jù)顯示器，由顯示屏、電源、接口組成，顯示屏為計(jì)算機(jī)液晶顯示屏，可連體亦可外接。電源包括微型電子計(jì)算機(jī)通用電源和開關(guān)，可將220V50赫茲的市電，經(jīng)變壓整流后成為20V2. OA直流穩(wěn)壓電源，為陽離子數(shù)據(jù)處理器和顯示器提供使用。接口為微型電子計(jì)算機(jī)通用UBS2. 0 3. 2接口，具有提供電源、傳輸數(shù)據(jù)信息的功能。編程分析軟件系統(tǒng)選擇Visual Studio 2005+SQL server 2000編程，由開關(guān)機(jī) (登陸)、自檢、檢測(cè)模塊(包括新增檢測(cè))、報(bào)告、查詢、統(tǒng)計(jì)和幫助等7個(gè)模塊組成。陽離子數(shù)據(jù)處理器外殼為醫(yī)用工程塑料，介電強(qiáng)度> 1500V ；對(duì)機(jī)殼漏電流< 2mA/450V ；對(duì)地漏電流 < 2mA/450Vo本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的抗干擾單元，先安裝市售的15 25毫亨惰性抗干擾電感，能夠?qū)Σ杉盘?hào)的脈沖干擾頻譜雜波進(jìn)行過濾；再安裝抗干擾電路模塊，通過電路和軟件完成多數(shù)值取平均數(shù)計(jì)算，提高電路抑制干擾信號(hào)能力的同時(shí)解決穩(wěn)定性問題。在專用集成電路板安裝運(yùn)放穩(wěn)定單元，將三級(jí)放大器模塊，“0”值標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)模塊，系統(tǒng)自檢存儲(chǔ)模塊組成一體。在專用集成電路板安裝A/D轉(zhuǎn)換單元，A/D轉(zhuǎn)換器由通用震蕩開關(guān)電路模塊和計(jì)算模塊組成，可將模擬微電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，經(jīng)計(jì)算單元分析，在顯示屏上顯示出該數(shù)值和相應(yīng)曲線圖形。最后對(duì)組裝的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器總成進(jìn)行轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性、精確度測(cè)試。數(shù)據(jù)顯示器制作將專用穩(wěn)壓電源、電源開關(guān)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、UBS3. 2接口、顯示屏安裝到陽離子數(shù)據(jù)處理器外殼內(nèi)的設(shè)計(jì)位置。本實(shí)用新型的陽離子數(shù)據(jù)處理器總成調(diào)試檢測(cè)將陽離子數(shù)據(jù)處理器總成與數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)采集器連接無誤后，安裝編程分析軟件，進(jìn)行整機(jī)調(diào)試、檢測(cè)，在達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，符合標(biāo)準(zhǔn)要求后包裝入庫。本實(shí)用新型的使用方法1、將數(shù)據(jù)采集探頭與數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)顯示器相連接。打開電源開關(guān)，在檢測(cè)界面上輸入密碼，準(zhǔn)備檢測(cè)。2、數(shù)據(jù)采集探頭為特制無放射性的電化學(xué)感應(yīng)電池，無毒無害，并經(jīng)過特殊防水處理，使用前可以進(jìn)行消毒。由于探頭活躍的電極會(huì)耗盡，所以應(yīng)一次性使用。使用時(shí)將數(shù)據(jù)采集探頭垂直在摩擦板上輕摩擦3 5次，用蘸了異丙醇的棉球清洗探頭表面并試干。3、按“開始檢測(cè)”鍵開始測(cè)量，將探頭末端置于被測(cè)物體上，微壓探頭，使探頭與組織垂直并充分接觸。測(cè)量時(shí)間為5 10秒。測(cè)量時(shí)保持用力均勻，探頭穩(wěn)定，避免顫抖搖晃。一個(gè)點(diǎn)測(cè)試后，用異丙醇棉球清洗探頭。 4、測(cè)量完畢后，待儀器顯示歸“零”后按下“暫停檢測(cè)”鍵停止，壓住鼠標(biāo)右鍵查看檢測(cè)全部圖形，選擇所需圖形按停止鍵，如需保存按提示操作。5、檢測(cè)液態(tài)標(biāo)本時(shí)，為避免采集探頭在液態(tài)標(biāo)本中的輕微晃動(dòng)造成檢測(cè)曲線變化幅度過大，應(yīng)使用液態(tài)檢測(cè)架固定采集器探頭，并使采集探頭與液態(tài)標(biāo)本呈穩(wěn)定接觸后，再按“開始檢測(cè)”鍵。6、陽離子數(shù)據(jù)處理器的“0”值標(biāo)準(zhǔn)可自行設(shè)定被測(cè)物體標(biāo)準(zhǔn)溫度，當(dāng)測(cè)定物體溫度標(biāo)準(zhǔn)值為0°c，溫度每下降1°C，測(cè)量參數(shù)減少0. 8微安，反之則增加。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可應(yīng)用于分子化學(xué)基礎(chǔ)研究分析檢測(cè)，可用于細(xì)胞成分和分裂分析、 人體細(xì)胞腫瘤的檢測(cè)、動(dòng)物細(xì)胞注水和添加不當(dāng)微量元素的檢測(cè)、水體中微量元素中陽離子含量的檢測(cè)等。例如陽離子數(shù)據(jù)處理器實(shí)驗(yàn)檢測(cè)得出人體正常細(xì)胞內(nèi)鈉離子138鉀離子339，惡性腫瘤細(xì)胞內(nèi)鈉離子451鉀離子348 (單價(jià)陽離子量以干重值毫摩爾/千克為單位)。實(shí)驗(yàn)同時(shí)得出細(xì)胞內(nèi)Na+濃度升高程度與細(xì)胞分裂速率呈正相關(guān)，與細(xì)胞類型無關(guān)。這些都可為人體腫瘤基礎(chǔ)研究以及篩選抗腫瘤藥物提供更佳簡(jiǎn)捷手段。對(duì)病理醫(yī)生和其他醫(yī)學(xué)研究人員在研究腫瘤良惡性及腫瘤惡性程度的研究方面有現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求1.一種陽離子數(shù)據(jù)處理器，包括數(shù)據(jù)采集探頭、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)和顯示器，其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器包括依次連接的輸入接口單元、抗干擾單元、運(yùn)放穩(wěn)定單元、A/D轉(zhuǎn)換器和輸出接口單元，其中輸入接口單元與數(shù)據(jù)采集探頭通過模擬信號(hào)傳輸線連接，輸出接口單元通過控制信號(hào)傳輸線和數(shù)字信號(hào)傳輸線與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽離子數(shù)據(jù)處理器，其特征在于所述抗干擾單元包括抗干擾惰性電感和抗干擾均衡電路；所述運(yùn)放穩(wěn)定單元由三級(jí)放大模塊、“0”值標(biāo)準(zhǔn)模塊和系統(tǒng)自檢模塊組成；所述A/D轉(zhuǎn)換器由震蕩開關(guān)電路模塊和計(jì)算模塊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽離子數(shù)據(jù)處理器，其特征在于所述抗干擾單元、運(yùn)放穩(wěn)定單元、A/D轉(zhuǎn)換器和輸入接口單元、輸出接口單元集成在集成電路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的陽離子數(shù)據(jù)處理器，其特征在于所述數(shù)據(jù)采集探頭，是包括由內(nèi)向外依次為敏感微型內(nèi)電極芯、內(nèi)隔離管、外電極、外隔離管的針狀微型電子化學(xué)電池探頭，敏感微型內(nèi)電極芯的一端冷壓設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的陽離子數(shù)據(jù)處理器，其特征在于所述敏感微型內(nèi)電極芯為活性金屬鎂棒；內(nèi)隔離管和外隔離管均為熱塑型塑料管；所述外電極為管狀，外電極一端為直角，一端為斜面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陽離子數(shù)據(jù)處理器，其特征在于所述內(nèi)隔離管的外徑為 0. 6 0. 7cm，外隔離管的外徑為1. 0 1. 1cm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種陽離子數(shù)據(jù)處理器，以快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的。該陽離子數(shù)據(jù)處理器，由數(shù)據(jù)采集探頭、數(shù)據(jù)傳輸線、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(包括抗干擾、運(yùn)放穩(wěn)定、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)接口等單元)模塊、數(shù)據(jù)顯示器和外殼、電源、軟件等部分組成。本實(shí)用新型為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)在分子化學(xué)分析檢測(cè)領(lǐng)域的拓展應(yīng)用提供有效方法和實(shí)用工具。
文檔編號(hào)G01N27/416GK202110162SQ20112015560
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者張力風(fēng), 張敏 申請(qǐng)人:張力風(fēng)