血糖试纸研究

血糖仪的发展历程
血糖仪的发明者为汤姆-克莱曼斯（Tom Clemens）。他于1966年开始研 究血糖仪，1968年首先开发出了几台血糖仪的模型并于当年的四月份申请专 利。此测量血糖的仪器为Ames Reflectnce Meter由Ames（拜尔）公司生产。 当时的价格折合人民币大约4100元（折合495美元） 第一代血糖仪：1919年推出，水洗式血糖仪 使用方法类似于Ph试纸；将患 者一滴血滴在该试纸上，一分钟之后洗掉血迹，拿比色卡进行对照比色，读 出数值。这种血糖仪反应后需排除血样，一面干扰比色或者因红细胞渗透到 基底而使反应物流失。 第二 代 ：擦血式血糖仪，于1980年推出，血样与试纸反应后将试纸上的 血细胞轻轻擦去就可以读数了，反应时间短。1986年推出了带有记忆功能的 血糖仪。 第三代：比色血糖仪，于1987年推出，不需擦血，操作方便。 第四代: 电化学法血糖仪，1986年推出，随后电化学法取代了比色法。 第五代：多部位采血血糖仪。
（2）葡萄糖脱氢酶电极测量 法
原理：通过测量血液中的葡萄糖 与试纸中的葡萄糖脱氢酶反应产生 的电流量测量血糖。市面上的机型 不多，主要有罗氏优越型、利舒坦、 欧姆龙215型，其中后两种皆为雅培 公司生产。 优点：除氧化酶的优点之外，由 于空气中含氢气较少的原因，他还 克服了氧化酶不易保存的缺点，一 般开罐后可用到效期结束。 缺点：脱氢酶除对血液中的葡萄 糖反应外，还会对血液中的麦芽糖、 半乳糖、木糖产生反应，所以患者 进食含上述糖类物质时用脱氢法测 量容易产生假性血糖，所以一般医 院不建议用脱氢法测量。
血糖试纸工艺制作
血糖试纸的工艺制作有如下12个步骤: 1、基片处理 2、导电层印刷 3、绝缘层印刷 4、固化 5、酶墨印刷或酶液喷涂的配制 6、酶浆印刷或喷涂 7、干燥 8、贴导血膜以及盖片
9、裁切
10、质量检查 11、分检设码
12、包装入库
血糖试纸可能的加工工艺
一 基片处理 试纸基片的材料选择 血糖试纸的基片目前都趋向于使用PET聚酯材料，这种材料本身具 有一定的折弯机械强度，容易实施机械切割，有利于规模化生产。材 料的耐热温度达到120℃，比较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6mm×30mm左右。

两种主要的血糖仪测量原理
1.电化学法
电化学法采用检测反应过程中产生的电流信号的 原理来反应血糖值，酶与葡萄糖反应产生的电子 通过电流记数设施，读 取电子的数量，再转化成 葡萄糖浓度读数。其根据所采用的酶不同又分为 葡萄糖氧化酶(GOD)血糖仪和葡萄糖脱氢酶 （GDH）血糖仪
（1）葡萄糖氧化酶电极测量法
2.光化学法
光化学法是检测反应过 程中试条的颜色变化来反 应血糖值的，通过酶与葡 萄糖的反应产生的中间物 （带颜色物质），运用检 测器检测试纸反射面的反 射光的强度，将这些反射 光的强度，转化成葡萄糖 浓度。
血糖试纸结构
血糖Hale Waihona Puke Baidu纸实质上是在一些塑料基片上印刷了导电碳墨和银墨后印刷含 有酶涂层的生物化学酶传感器。
丝网印刷
丝网印刷属于孔版印刷，它与平印、凸 印、凹印一起被称为四大印刷方法。孔 版印刷包括誊写版、镂孔花版、喷花和 丝网印刷等。孔版印刷的原理是：印版 （纸膜版或其它版的版基上制作出可通 过油墨的孔眼）在印刷时，通过一定的 压力使油墨通过孔版的孔眼转移到承印 物（纸张、陶瓷等）上，形成图象或文 字。 印刷时通过刮板的挤压，使油墨通过图 文部分的网孔转移到承印物上，形成与 原稿一样的图文。丝网印刷设备简单、 操作方便，印刷、制版简易且成本低廉， 适应性强。丝网印刷应用范围广常见的 印刷品有：彩色油画、招贴画、名片、 装帧封面、商品标牌以及印染纺织品等。
三 绝缘层印刷。印刷绝缘层，不导电的部分，给酶留适当的面 积。 四 固化。 五 酶配方配制：搅拌或均质 均质主要针对丝网印刷的酶墨配方，均质前葡萄糖氧化酶或 改良葡萄糖脱氢酶还未加入，均质的是配方难分散的其它重要 成分，之后加酶搅拌均匀。 六 酶浆的印刷或喷涂工艺过程：高精度丝网印刷或感应定量点 喷 印刷完之后就是要滴酶， 一块PET板要做几十片试条出来， 每个试条上需要滴很小的一滴酶，滴的量要均匀一致，有种小 设备叫点液系统，出液是设备工作，点滴到板子上是人工工作。 七 烘干。滴完之后过隧道炉烘干。
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八 贴膜盖片。把有酶的地方贴成一个吸血的小口。
试纸吸血槽的设计 随着对血糖试纸的精度要求不断提高，过去 建立在光电比色的基础上实施的滴血加样法逐步被虹吸式自动进 样方式取代。由于虹吸式自动进样方式具有控制采样量大小的优 点，因此虹吸式吸血槽的设计及其空间大小必须被严格限定而由 下例公式计算设定： t =3μl2/(σcosφ)h （t —样品吸入所需时间； μ—血液黏度； l—吸血槽长度； σ—溶液表面张力； φ—吸血膜湿 润角度； h—吸血槽高度。） 该式子表明，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 血糖测试系统的反应时间和测试精度。
血糖仪的使用
血糖仪的操作基本上分五个步骤： 第一步：打开电源，一部分是直接按电源开关，一部分直接插试纸自动开机 的。
第二步：编码调节。血糖仪的编码调节方式分为以下三种：
⒈手动输入试纸校正码 如利舒坦血糖仪、强生血糖仪； ⒉用密码芯片插入机器自动记录试纸校正码 如罗氏活力型血糖仪，艾因 坦血糖仪。 ⒊免调码，无需手动或插入芯片，仪器自动识别 如拜耳拜安捷、艾科乐 舒型血糖仪 第三步：采血、吸血：采血用随血糖仪配好的采血笔直接采血就可以，然后 血滴靠进试纸，试纸大部分都是虹吸的，放到试纸吸血区就会直接吸进。 第四步：显示结果：吸血之后，就会呈现倒计时，显示测试结果。从五秒到 30秒不等。 第五步：完成测试，关机。主流的血糖仪拔出试纸自动关机，一部分早期产 品还需要关闭电源键。
原理：通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡 萄糖氧化酶反应产生的电流量测量血糖。市面上 的主流机型大多为葡萄糖氧化酶测量法。
优点：相较生化仪和化学法测量更快（30秒以 内），用血量更少（5微升以下）。
缺点：由于空气中的氧含量比氢含量大得多， 所以相较脱氢酶法而言试纸更容易受空气影响， 所以要求在封闭干燥的环境下储存更严格，一般 试纸从容器中取出后要在5分钟之内使用完毕， 否则因试纸受潮而测量不准的可能性更大，桶装 试纸一般要求开盖将试纸取出后立即盖紧罐盖， 试纸开封后要求3个月内用完。
血糖试纸研究
血糖检测的方法
一 血糖仪检测 19世纪70年代，血糖仪问世。19世纪80年代出现了微创血糖仪。微创血糖仪免除 了针刺指尖采取血样的痛苦。患者血部位不会发生疼痒和止血满的现象。也不会因 为常年采血角质化而造成采血困难，大大改善了糖尿病患者的生活质量。微创血糖 仪大多使用葡萄糖传感器来检测血糖浓度。葡萄糖传感器按工作原理可分为电化学 型，压电型，热电型，声学型，光学型等等。其中采用电化学传感器检测血糖仍然 是目前血糖监测的主流。 二 血糖无创检测 无创血糖检测技术能够对血糖进行实时安全无创的自我检测。而且不需要消耗品， 降低了测试费用，提高了病人的检测意愿和频率，可以对血糖浓度进行更紧密的控 制，从而有利于形成一个含有血糖检测装置和胰岛注射泵的封闭循环系统来实时调 节血糖浓度。血糖浓度的无创检测对于糖尿病等疾病的诊断和治疗具有重要意义。 而且血糖无创检测还可能推广到人体血液中其他成分的无创检测，在信号的传感， 检测和处理领域也有极大的学术意义和价值。 三 血糖连续检测 血糖连续检测方法根据原理不同可分为葡萄糖传感器植入法，皮肤微创法等。
血糖试纸的储存

试纸应干燥、避光和密封保存。血糖试纸要求在干燥的环境 中放置，适宜温度在10摄氏度～30摄氏度之间。在一般情况 下，试纸不用放进冰箱保存，放入冰箱反而容易受潮影响测 试的结果。如果夏天室内温度过高，可将试纸简装入塑料袋， 同时放人干燥剂，再放入冰箱冷藏。每次测试前从冰箱取出 后，应先等待试纸筒回复至室温，再开盖取试纸进行检测； 在试纸筒未达到室温前不要取出试纸，以免在试纸筒中形成 冷凝水。 保证未用的试纸始终储存在原装筒内，切勿将试纸分装在其 他容器（包括旧筒）内，也不要将已用过的试纸混装在现用 的试纸筒内。注意试纸失效期，并确保在有效期内用完。取 出试纸应立即盖紧筒盖。
九 裁切。裁成小块小块的，用到裁纸刀、滚剪机、感应切条机之类的 设备。 十 质量检查。 十一分检设码。设定密码技术：由于是一种生化产品，葡萄糖氧化酶等 酶的培养过程非常复杂，所以每批酶的特性会有一定差异，所以产生的 电流会有微小不同，为使每批试纸测量结果都能和标准值尽可能接近， 研究人员会通过设密码来调节不同批次试纸之间的差异，来使各批试纸 尽量接近标准值，所以设定正确的密码非常重要，每个厂家的培养酶和 设码的技术是不一样的，所以会影响各家产品的品质。 批间差：由于血糖试纸的生产过程对环境要求及其严格，生产厂家会通 过定标让测值尽可能与标准值接近，但不同批次的试纸之间的差异肯定 要比同批次试纸之间的差异要大一些，这就是批间差；也就是通常同批 次试纸的稳定性要优于不同批次之间的稳定性，我们的国家标准对批间 差的要求是不大于15%。 十二 装盒。 这道工序要在湿度很低的房间内完成，湿度15%以下。 以上都是在D级洁净区内完成。
二 导电层印刷
在一块PET塑料板上用丝印机印刷石墨导电层，基片上印有一个工作电极 （WE），一个参考电极（RE），一个对电极（CE），在基片的一端印有同 读出仪表相连的导线。参比电极用来定点位零点，电流流经工作电极和对电 极工作电极和参比电极构成一个不通或基本少通电的体系，利用参比电极电 位的稳定性来测量工作电极的电极电势。工作电极和辅助电极构成一个通电 的体系，用来测量工作电极通过的电流。这个过程很原始，类似于小时候学 校印那种油印的试卷，这个有个生产难题，就是必须均匀，导电体的阻值才 会稳定一致，否则产品就会不准。 油墨绝大多数血糖试纸的工作电极仍然使用碳墨材料，目前可考虑选择的 碳墨有多种，较常用的有美国的艾奇森，厄康、杜邦以及英国的格温特。电 极印刷需要注重很多东西，目的是为了CV（稳定性，是评价血糖仪好坏的重 要指标）好，CV要好那么生产环节必须尽量保证重现性，即每次生产所做的 步骤都必须一致。比如说 当时的温湿度、油墨添加剂使用量、油墨粘度、网 板类型、目数、丝网印刷机参数、烘烤时间、印刷放置时间等等。简单地说 就是每个环节在做每次生产时都不能改变。 印刷之后就是用烤箱烘干。