本實用新型屬于測定液體試樣的生物傳感器技術領域，具體涉及一種射頻生物傳感器。

背景技術：

生物傳感器是一種對生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉化為電信號的檢測儀器。主要是由傳感原件與生物分子的結合點，通過此結合點與液體中的生物樣本成分相互作用產(chǎn)生信號，并采用信號分析系統(tǒng)完成液體成分量及濃度的精確測定。為便于檢測，常由固定化的生物敏感材料作為識別元件，如蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物等；傳統(tǒng)的信號分析系統(tǒng)常采用電磁波照射生物傳感器的換能器（如二極管、氧電極、壓電晶體等），并通過分析生物傳感器將在電磁波照射下產(chǎn)生輻射場，確定生物分子的存在與否。

射頻技術是一種通信技術，可通過無線電信號識別特定目標并給出相關數(shù)據(jù)。通過將射頻技術融入到生物傳感器的設計中，可以得到新型的成本低廉的傳感器，該傳感器還具有與其它設備統(tǒng)一集成為微型綜合分析系統(tǒng)的潛質(zhì)。申請?zhí)枮?01410560201.7的實用新型專利首次將射頻識別技術與生物傳感器的設計聯(lián)系在一起，提出了一種射頻標簽式生物傳感器，該實用新型專利通過在傳輸路徑上布置多個反射柵實現(xiàn)編碼從而進行身份辨識。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是提供了一種射頻生物傳感器，該生物傳感器能夠以較高的靈敏度在射頻段實現(xiàn)液體成分/濃度的精確測定。

本實用新型為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種射頻生物傳感器，其特征在于包括寬帶同相混合環(huán)、180°反相混合環(huán)、PDMS室和矢量網(wǎng)絡分析儀，其中PDMS室是由聚二甲基硅氧烷與介質(zhì)基板粘接而成的矩形腔室，該矩形腔室內(nèi)橫向設置有兩個相互平行的參比通道和檢測通道，其中參比通道由參比石英玻璃管、設置于參比石英玻璃管內(nèi)的參比溶液及設置于參比石英玻璃管上的參比金屬探針構成，參比金屬探針鑲嵌于介質(zhì)基板上并與兩端口共面波導傳輸線相連，該兩端口共面波導傳輸線的另一端分別與寬帶同相混合環(huán)及180°反相混合環(huán)的某一平衡端口相連，檢測通道由檢測石英玻璃管、設置于檢測石英玻璃管內(nèi)的檢測溶液及設置于檢測石英玻璃管上的檢測金屬探針構成，檢測金屬探針鑲嵌于介質(zhì)基板上并與兩端口共面波導傳輸線相連，該兩端口共面波導傳輸線的另一端分別與寬帶同相混合環(huán)及180°反相混合環(huán)的另一平衡端口相連，寬帶同相混合環(huán)的H臂及180°反相混合環(huán)的E臂分別與矢量網(wǎng)絡分析儀相連，而寬帶同相混合環(huán)的E臂及180°反相混合環(huán)的H臂分別與匹配阻抗相連。

進一步優(yōu)選，所述寬帶同相混合環(huán)的兩個平衡端口具有相同的幅度及相同的相位，所述180°反相混合環(huán)的兩個平衡端口具有相同的幅度及180°相差。

進一步優(yōu)選，所述參比金屬探針及檢測金屬探針均為鉑電阻傳感器，該鉑電阻傳感器探頭的末端采用鍍金處理。

進一步優(yōu)選，所述參比溶液為血液、血清、血漿或唾液。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果：

1、本實用新型結構緊湊、體積小巧、易于集成、免標記且能夠?qū)崟r在線識別；

2、通過參比溶液和檢測溶液對電磁波吸收及反射的不同進行信號捕捉，并實現(xiàn)檢測溶液身份的辨識，同時具有重復性；

3、所需的參比溶液和檢測溶液量較少，僅需納升量級，該生物傳感器適合在生物學及分子細胞學領域內(nèi)工作，并且工作在射頻頻段，具有抗低頻干擾的能力；

4、采集信號電路的設計相對簡單，制作工藝難度大大降低，具有與其它生物學設備集成為便攜式微分析系統(tǒng)的潛質(zhì)，并且造價成本低廉。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型中PDMS室的結構示意圖；

圖3是本實用新型中寬帶同相混合環(huán)的結構示意圖。

圖中：1、寬帶同相混合環(huán)，2、180°反相混合環(huán)，3、PDMS室，4、矢量網(wǎng)絡分析儀，5、介質(zhì)基板，6、參比石英玻璃管，7、參比金屬探針，8、平衡端口，9、檢測石英玻璃管，10、檢測金屬探針，11、H臂，12、E臂，13、匹配阻抗。

具體實施方式

以下通過實施例對本實用新型的上述內(nèi)容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型上述內(nèi)容實現(xiàn)的技術均屬于本實用新型的范圍。

如圖1-2所示，一種射頻生物傳感器，包括寬帶同相混合環(huán)1、180°反相混合環(huán)2、PDMS室3和矢量網(wǎng)絡分析儀4，其中PDMS室3是由聚二甲基硅氧烷與介質(zhì)基板5粘接而成的矩形腔室，該矩形腔室內(nèi)橫向設置有兩個相互平行的參比通道和檢測通道，其中參比通道由參比石英玻璃管6、設置于參比石英玻璃管6內(nèi)的參比溶液及設置于參比石英玻璃管6上的參比金屬探針7構成，參比金屬探針7鑲嵌于介質(zhì)基板5上并與兩端口共面波導傳輸線相連，該兩端口共面波導傳輸線的另一端分別與寬帶同相混合環(huán)1及180°反相混合環(huán)2的平衡端口8相連，檢測通道由檢測石英玻璃管9、設置于檢測石英玻璃管9內(nèi)的檢測溶液及設置于檢測石英玻璃管9上的檢測金屬探針10構成，檢測金屬探針10鑲嵌于介質(zhì)基板5上并與兩端口共面波導傳輸線相連，該兩端口共面波導傳輸線的另一端分別與寬帶同相混合環(huán)1及180°反相混合環(huán)2的平衡端口8相連，寬帶同相混合環(huán)1的H臂11及180°反相混合環(huán)2的E臂分別與矢量網(wǎng)絡分析儀4相連，寬帶同相混合環(huán)1的E臂12及180°反相混合環(huán)2的H臂分別與匹配阻抗13（50Ω）相連。圖3中灰色部分為介質(zhì)，其余部分為覆銅，所述寬帶同相混合環(huán)1的兩個平衡端口8具有相同的幅度及相同的相位，所述180°反相混合環(huán)2的兩個平衡端口8具有相同的幅度及180°相差，所述參比金屬探針7及檢測金屬探針10均為鉑電阻傳感器，該鉑電阻傳感器探頭的末端采用鍍金處理。

本實用新型的工作原理如下：射頻信號從圖1中的B部分饋入，經(jīng)寬帶同相混合環(huán)1被均等分成兩路信號，這兩路信號分別經(jīng)參比通道和檢測通道到達180°反相混合環(huán)2，由于參比溶液和檢測溶液不同，造成參比通道和檢測通道中信號的吸收及反射不同，這些不同將被傳感器捕捉進而實現(xiàn)檢測溶液濃度及成分的鑒定。

本實用新型通過將射頻信號入射到整個裝置中，通過信號的反射實現(xiàn)被測溶液的精確測量。其測試裝置具有結構緊湊、體積小巧、靈敏度高、設備成本低、易集成、免標記其能夠?qū)崟r在線識別等優(yōu)點。

以上實施例描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點，本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型原理的范圍下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本實用新型保護的范圍內(nèi)。