电化学血糖传感器原理及发展

尽管日后这一开创性的电化学测试原理被广泛使用在公司血糖仪的开发和生产实践中，但遗憾的是当时并未被直接应用于家用血糖仪测试系统的商业化开发。

Medisense公司推出的ExacTech,该系统采用二茂铁及其衍生物作为氧化复原导电介质，通过丝网印刷导电碳墨在PVC塑料基片上，制成外观尺寸如同pH试纸大小的血糖试纸,可以大规模制作生产。3血糖测试电化学试纸的产业化开发

3.1现行血糖试纸的总体设计考虑

(1)试纸基片的材料选择

120°C，比拟适合导电油墨印刷完之后的高温固化。为了便于用户使用和操作，基片材料的厚度可控制在0.35〜0.5mm，试纸的实际长宽尺寸一般控制在6mmX30mm左右。

(2)试纸电极的工作电极和参比电极的油墨

(3)试纸吸血槽的设计

t=3卩l2/(ocos©)h①

式中，t——样品吸入所需时间；

卩——血液黏度；

l――吸血槽长度;

0溶液外表张力；

e――吸血膜湿润角度；

h——吸血槽高度。

式①说明，试纸端口吸血槽吸血时间长短同吸血槽长度的平方正相关，同吸血槽的高度和吸血膜的湿润角度呈负相关，因此通过精心设计吸血槽可以控制和影响血糖测试系统的反响时间和测试精度。

(4)血糖试纸上的试剂配合

血糖试纸作为一种“干试剂〞试纸，对试纸上的试剂配合有严格要求。这种含生物酶的试剂可以混合在印制工作电极的碳墨中直接印刷在塑料片外表，也可以另行配制成水性油墨单独印刷在工作电极碳外表。使用喷涂设备生产试纸的还应将试剂配成适当浓度的水性溶液涂布在工作电极上。

任何一种试剂配合都少不了以下几个主要成分：氧化复原酶如葡萄糖氧化酶、葡萄糖-NAD-脱氢酶、葡萄糖-PQQ-脱氢酶和葡萄糖-FAD-脱氢酶等，各种导电介质如苯醌、铁氰化钾、二茂铁、钉化合物、锇化合物等。试剂配合中还需要黏合剂，如羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、外表活性剂以及酶和导电剂的稳定剂等。表l列出目前国内外比拟常用的试纸制作根本原料。

表1血糖试纸制作的根本化学试剂配合

3.2血糖试纸的标定

批内批间的重复性变异系数(CV)，血细胞压积比(HCT)以及血液中电化学活性物质对测试系统的干扰等进行分析和评估。

(1)血糖试纸线性测定范围的校准

图10采用YSI-2300Plus与待定血糖试纸进行对照测定并进行

相关分析的图谱

mmol

(3)血细胞压积对血糖测试的影响

血细胞压积〔HCT〕对电化学试纸测定的影响已经受到许多大厂

家的重视，一般血糖试纸的HCT耐受力在35〜55%之问，也就是在

这个范围内血糖测试的结果不受干扰。但是很多I型糖尿病患者往往

HCT高于这个范围，通常会造成血糖测试假性偏低，而很多婴幼儿的

HCT又低于这个范围而照成血糖测试值的假性升高。这两种现象都有可能会误导随后采取的用药措施而造成对病人的伤害。

目前国外的大厂家已经开始采取有效的措施在生产的试纸上采

取HCT补偿措施，扩大HCT的耐受范围，比方已经有HCT可测试范围在0〜70%的血糖试纸问世。

(4)血液电化学干扰物对血糖测试的影响

对乙酰氨基酚20

3 50 13 10 4血糖测试仪器的开发和生产

国内血糖仪器的开发生产起始于上世纪90年代。当时的产品外型粗糙、功能单一、生产本钱高、产量低。随着近年来微电子行业的快速开展，单芯片计算机的选择和使用已能完全满足诸如血糖测试和储存这样的根本功能。

功能、界面友好以适合于不同层次糖尿病人使用，对于血糖测试仪的设计要求是很高的。

血糖测试的原理是依据血糖仪在插入仪器的血糖试纸电极两端

施加一定的恒定电压如300mV ，当被测血样吸入电极工作区后，试纸 电极外表工作区内的葡萄糖氧化酶与血样中的葡萄糖发生氧化复原 反响。经过快速的生化反响〔约5s 〕后，酶电极试纸产生的响应电流在0.1〜10uA 之间，与被测血样中葡萄糖浓度呈线性关系，在单片机的控制下检测血样响应电流的大小，从而计算得出准确的血糖浓度值并在仪器液晶屏上显示最终结果。

冻干技术原理与工艺简介

冻干是从冻结的物料产品中去除水分的过程，冻干分为真空冷冻

水扬酸

四环素

多巴胺

麻黄硷

布洛芬40 左旋多巴5 甲基多巴2.5 抗坏血酸维生素C 甲糖宁—甲磺吖庚脲—胆红素—胆固醇—肌氨酸酐 甘油三酸酯尿酸盐 L00 LOO 20~ 500 30 3000 20-

对乙酰氨基酚203

50

13

10

枯燥和常压冷冻枯燥二种，由于一些条件限制目前采用的是真空冷冻

枯燥。冻干目的是保存产品的完整的生物和化学结构及其活性。象其它许多的技术步骤，一种冻干的类型被称做升华，是自然发生的。升华指的是溶剂，比方水，象干冰一样，直接从固态变为气态的过程。传统的枯燥会引起材料皱缩，破坏细胞。这种情况将不会发生在冻干里，因为固体构成被在其位置上的坚冰支承着。在冰升华时，它会留下孔隙在枯燥的剩余物质里。

冻干过程分为冷冻、升华、解析枯燥三个阶段，每一个阶段都有相应的要求，不同的物料其要求各不相同，各阶段工艺设计及控制手段的差异直接关系冻干产品的质量和冻干设备的性能。

一、冷冻阶段

冷冻枯燥首先要把原料进行冻结，使原料中的水变成冰，为下阶段的升华做好准备。冻结温度的上下及冻结速度是控制目的，温度要到达物料的冻结点以下，不同的物料其冻接点各不相同。冻结速度的快慢直接关系到物料中冰晶颗粒的大小，冰晶颗粒的大小对固态物料的结构及升华速率有直接关联。一般情况下，要求1--3小时完成物料的冻结，进入升华阶段。

二、升华阶段

升华枯燥是冷冻枯燥的主要过程，其目的是将物料中的冰全部汽化移走，整个过程中不允许冰出现溶化，否那么便告冻干失败。升华的二个根本条件：一是保证冰不溶化；二是冰周围的水蒸汽必须低于610帕〔正确的说法应是低于物料冻结点的饱和蒸汽压〕。升华枯燥一方面要不断移走水蒸气，使水蒸汽压低于要求的饱和蒸汽压，另一方