[实用新型]一种阻抗生物传感器

权利要求书

1.一种阻抗生物传感器，其特征在于，所述阻抗生物传感器包括微处理器、阻抗测量模块以及微电极模块，目标微生物吸附于所述微电极模块上从而改变所述微电极模块的阻抗；所述微处理器控制所述阻抗测量模块完成所述微电极模块的阻抗的获取，并对所述阻抗进行处理分析得到目标微生物浓度；

所述阻抗测量模块包括：

阻抗测量芯片，用于测量所述微电极模块的阻抗，所述阻抗测量芯片与所述微处理器连接，所述微处理器为所述阻抗测量芯片提供控制信号；

高通滤波器，其输入端与所述阻抗测量芯片的激励信号输出端连接，用于过滤低频干扰信号；

电压跟随器，其输入端连接所述高通滤波器的输出端，其输出端连接所述微电极模块的输入端，用于调节所述阻抗测量芯片输出的激励信号的直流偏置电压，从而消除所述微电极模块的输出端和输入端之间的直流分量差异；

I-V缓冲器，其输入端连接所述微电极模块的输出端，其输出端通过反馈电阻连接所述阻抗测量芯片的输入引脚VIN和RFB，用于将所述微电极模块输出的电流信号转换成电压信号并输入到所述阻抗测量芯片，并由所述阻抗测量芯片将接收的所述电压信号处理得到所述微电极模块的阻抗，再将所述微电极模块的阻抗传递给所述微处理器；

以及量程调节器，其输入端连接所述微电极模块的输出端，其输出端连接所述I-V缓冲器的输出端，用于为所述阻抗测量芯片提供多个测量档。

2.根据权利要求1所述的阻抗生物传感器，其特征在于，所述微处理器采用ARM9处理器，并且所述ARM9处理器与所述阻抗测量芯片的连接方式为：

所述ARM9处理器的内部定时器T0的引脚TOUT0与所述阻抗测量芯片的外部时钟引脚MCLK连接，为所述阻抗测量芯片提供时钟信号；所述ARM9处理器的I²C接口时钟引脚I²CSCL和I²C接口数据引脚I²CSDA分别与所述阻抗测量芯片的I²C接口时钟引脚SCL以及I²C接口数据引脚SDA连接。

3.根据权利要求2所述的阻抗生物传感器，其特征在于，所述微处理器包括分析计算单元，其根据所述阻抗测量芯片测量得到的所述微电极模块的阻抗得到此时所述微电极模块的电子转移电阻，并计算此时所述微电极模块的电子转移电阻与所述微电极模块未吸附目标微生物时的电子转移电阻的差值，作为电子转移电阻变化值，利用所述电子转移电阻变化值与目标微生物浓度的关系模型，分析得到对应的目标微生物浓度；

所述分析计算单元包括模型构建子单元，其将所述微电极模块构成的检测体系转化为等效电路，并计算所述等效电路的阻抗，再根据所述等效电路的阻抗求取其实部，之后结合测量的阻抗的实部和对应的角频率，利用牛顿下山算法求取电子转移电阻；求取此时的所述电子转移电阻与所述微电极模块未吸附目标微生物时的电子转移电阻的差值，作为电子转移电阻变化值，建立所述电子转移电阻变化值与目标微生物浓度的关系模型。

4.根据权利要求3所述的阻抗生物传感器，其特征在于，所述量程调节器；

所述量程调节器包括四个信号继电器以及分别与所述四个信号继电器连接的四个不同阻值的反馈电阻，所述信号继电器分别与所述微处理器的四个I/O口连接，实现所述微处理器对所述量程调节器的量程的自动选择。

5.根据权利要求4所述的阻抗生物传感器，其特征在于，所述阻抗测量模块还包括：

稳压器，其与所述阻抗测量芯片连接，用于为所述阻抗测量芯片提供稳定的电压；

触摸显示模块，用于检测结果显示和参数设置，其中所述参数设置中设置的参数包括样本编号、测量频率、静置时间、阈值。

6.根据权利要求5所述的阻抗生物传感器，其特征在于，所述I-V缓冲器与所述阻抗测量芯片的连接方式为：

所述I-V缓冲器的输出端通过反馈电阻RFB1连接到所述阻抗测量芯片的输入端VIN引脚，所述I-V缓冲器的输出端通过反馈电阻RFB1和反馈电阻RFB2连接到所述阻抗测量芯片的RFB引脚。