上消化道PH值检测传感器.pdf

本发明属于检测，特别是医用检测传感器。
    上消化道PH值检测是医学临床中重要的检测手段之一，是为了诊断胃病，胃-食管返流性疾病以及观察药物的疗效。这种检测目前已应用于临床，所采用的检测PH传感器是小型玻璃电极。玻璃电极输出阻抗高，易受干扰，响应速度慢，漂移大，并且整个测试系统价格昂贵，不易普及采用。

    本发明的目的是采用氢离子敏场效应管与参比电极组合，构成小型复合式传感器，并将其封装在医用胃管内，用于临床。

    本发明的主要特点是在软管11内，氢离子敏场效应管芯片1固定在绝缘热片2上，引出线3一端接在氢离子敏场效应管芯片1的源，漏极上，另一端通过5与配套仪表相接，在绝缘垫片2的侧面，密封管9内装有参比电极6，空间部分由饱和凝胶体8填充，参比电极的液络部7伸出密封管9外，软管内的空间由硅橡胶10填充。

    本发明用于临床，置入人体胃内进行PH值检测，不仅可以临床门诊检测，还可以长时间（如24小时）随身携带监测，测试响应快，灵敏度高，漂移小，精度高，输出阻抗低，配套仪表简单，易于普及使用。

    附图为上消化道PH值检测传感器的结构示意图。

    图中1为氢离子敏场效应管芯片，2为绝缘垫片3为氢离子敏场效应管芯片电极引出线，4为氢离子敏场效应管密封材料，5为引出导线，6为参比电极，7为参比电极液络部，8为氯化钾溶液饱和凝胶体，9为参比电极密封管，10为硅橡胶填充料，11为医用胃管。

    本项发明的原理是使用氢离子敏场效应管（H+-ISFET）作为检测氢离子的敏感元件，它是用氢离子敏感薄膜代替通常Mos场效应管的金属栅，栅极电压是由参比电极通过被测溶液加上的，当高质量的氢离子敏感膜与溶液接触时，由于带电氢离子的存在，在敏感栅与溶液界面上感应出对氢离子敏感的能斯特（Nernst）响应电位，这个电位控制沟道的导电性，使漏电流发生变化，从而实现对H+活度的检测，即测定溶液的PH值。适当的测试电路可以实现对溶液PH值的检测，构成这种传感器的配套测试仪表。

    对于本发明的详细结构叙述如下：在图1中1是H+-ISFET芯片，使用半导体工艺制成，其中使用了高质量的氢离子敏感薄膜，在溶液中性能稳定，对H+灵敏度高，选择性好，制成的芯片是粘接在绝缘垫片2上，绝缘垫片上制有金属引线，一方面使用硅铝丝3把H+-ISFET的源、漏电极同垫片上引线焊接起来，另一方面又从垫片上焊出H+-ISFET的源、漏极引线5，以便同配套仪表相接。完成上述工艺之后，使用绝缘密封胶4将芯片和引线密封起来，但必须把灵敏栅暴露出来，密封质量地好坏，直接影响传感器的性能和寿命。密封好的H+-ISFET再与参比电极6复合封装在胃管11内。参比电极6的制作是使用纯Ag丝制成Ag/Agcl电极6，置于密封软管9内，其顶部装备上多孔材料7作为液络部，其内部填充饱和氯化钾凝胶体8，使用时接触溶液，作为盐桥，形成性能稳定的小型参比电极。H+-ISFET和参比电极封入胃管11内时用硅橡胶10进行填充，要求探头顶部光滑圆润，柔软可绕，敏感栅和参比电极的液络部暴露在外面，不得密封，堵塞。