[发明专利]一种微型正负压力交替输出装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力供给装置，具体地说是一种微型正负压力交替输出装置。用于组织液超滤提取与检测微系统中交替输出正负压力。

背景技术

近年来动态连续血糖检测技术研究逐渐成为国内外学者研究的热点。在众多的连续血糖检测方法中，基于超滤方法体内提取组织液、体外葡萄糖检测是实现连续血糖检测的一种有效方法，是目前能够实现较长时间持续血糖检测的一种有效途径。

超滤方法是由Janle等于1987年提出的一种简单方便的活体取样技术。它通过施加负压做驱动力，收集经过半透膜过滤的体液进行后续分析。该方法不需要额外配置液泵，具有操作简单、可持续提取、提取液浓度再现率高，可直接进行后续分析的特点。1992年Ash等人第一次将超滤技术用于人体进行葡萄糖浓度检测，随后又基于此技术进行了组织液中其它化学成分的分析。到目前为止，已有很多研究团体将其直接应用在鼠，猫，狗、马、猪、鸡、羊、牛等动物以及人体进行组织液提取，对包括葡萄糖在内的很多种小分子成分进行分析。

但目前基于超滤的血糖持续检测技术研究中，人们通常将超滤针末端刺入一个带有橡胶塞的玻璃瓶，通过另外使用带针头的注射器，刺破橡胶塞进入瓶子，将瓶内的空气抽吸出来造成负压来实现组织液超滤提取。超滤提取出的组织液需先贮存在试剂瓶或一段毛细管中，待积累到足够剂量后再转移到专用的检测设备对其进行葡萄糖浓度测量。由于组织液提取和后续测量设备是分离的，这导致每次检测所需组织液用量较大、抽吸时间长，致使完成一次血糖检测整体用时较长。进而使基于超滤原理的血糖检测技术存在较大的延迟，影响了该技术的进一步发展。

因此，迫切需要一种能够同时完成组织液超滤提取并直接对其进行葡萄糖检测的传感器装置。为了实现这一功能需求，提出一种适应组织液超滤提取特点、具有组织液收集和排除，并可对提取组织液直接进行检测分析的检测微系统。它由压力供给模块和检测模块组成。实际工作时，超滤针、检测模块与压力供给模块连接到一起。抽吸时，需要压力供给模块提供负压。此时，皮下组织液流入检测模块的微通道并汇集在检测区域中与检测电极接触，基于电化学原理来检测组织液中的葡萄糖浓度。本次检测结束后，需要压力供给模块提供正压，检测区域的组织液在压力作用下可沿着微通道流出。

其中，检测模块是采用MEMS技术研制的微型传感器模块。而压力供给模块，是该系统的关键部分。虽然现有的许多商用的气泵和装置可以实现正、负压力的输出功能，但这些设备往往只能输出正压或者负压，而且体积较大，大多应用于工业应用领域。而基于组织液超滤提取检测的血糖检测技术中，希望检测芯片和压力供给模块能够体积微小、紧凑，便于集成从而形成便携式检测设备。而且，在组织液超滤提取过程中，为了保持检测的持续性，需要正压、负压交替施加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种构造合理，体积微小、紧凑，便携，可自动控制的微型正负压力交替输出装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种微型正负压力交替输出装置，其包括有底座、舵机、缸体、主动齿轮、从动齿轮、带内螺纹的中间套、活塞以及信号控制器，其特征是：所述舵机和缸体安装在底座上，舵机输出轴与主动齿轮过盈配合在一起，所述缸体一端设有压力输出接口，中间壁上设有一气孔，缸体另一端设有缸盖；所述从动齿轮位于缸盖外侧，与主动齿轮啮合转动，从动齿轮套在带内螺纹的中间套外面并与其过盈配合，带动中间套与其一起旋转，所述活塞位于缸体内部，其带螺纹的活塞杆穿过缸盖，其螺纹部分与带内螺纹的中间套的内螺纹配合；舵机在信号控制器控制下经主动齿轮、从动齿轮传递，进而带动活塞杆在缸体内反复移动来实现正、负压力交替输出。

所述带内螺纹的中间套外端通过轴承安装在底座的轴承孔中。

所述舵机输出轴上还连接一芯轴，芯轴一端连接舵机输出轴，另一端通过轴承安装在底座的轴承孔中。