CN202204797U

CN202204797U - 血糖检测仪

Info

Publication number: CN202204797U
Application number: CN2011203076042U
Authority: CN
Inventors: 王继华
Original assignee: WONDFO BIOTECH CO Ltd
Current assignee: Guangzhou Wondfo Biotech Co Ltd
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2021-08-23

Abstract

本实用新型提供一种血糖检测仪，其包括依次连接的血样采集装置、测试传感电路、主控电路，该主控电路中包括相连接的放大电路、模\数转换电路，该主控电路还连接有自动测温装置和温度补偿电路，该温度补偿电路包括热敏电阻，测试传感电路设有葡萄糖酶电极。本实用新型提供一种具有较宽温度范围内的温度补偿功能的血糖测试仪，能够使血糖仪在不同的温度下，测试的结果趋于一致，提高了血糖仪测试结果的准确性和稳定性。

Description

血糖检测仪

【技术领域】

本实用新型涉及一种医疗检验设备领域，尤其是指一种便携式血糖检测仪。

【背景技术】

早期的血糖仪用葡萄糖氧化酶比色法，试纸与血液反应后改变颜色，到时间后抹去血滴再放入血糖仪通过测量色谱得到血糖值，相比生化仪测量快、用血少。属于较早的技术，现在大都是电极法测量，用血更少，测量更快，所以化学比色法目前市场已基本淘汰。

葡萄糖氧化酶电极测量法的原理是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。目前市面上的主流机型大多为葡萄糖氧化酶测量法。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）。但是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。

葡萄糖脱氢酶电极测量法的原理是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。相比较氧化酶法由于空气中含氢气较少，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。但是由于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。目前市场上血糖仪的主流机型还是葡萄糖氧化酶电极测量法。

葡萄糖氧化酶电机测量法的原理是：电极表面固化葡萄糖氧化酶（ＧＯＤ），当血液滴入血糖测试电极后，发生了氧化还原反应，在反应过程中传输介质中的二价铁离子失去电子，发生了氧化反应，葡萄糖氧化酶(氧化型)氧化葡萄糖生成葡萄糖酸内酯和葡萄糖氧化酶（还原型），三价铁离子将葡萄糖氧化酶（还原型）氧化生成葡萄糖氧化酶（氧化型）和二价铁离子，二价铁离子失去电子被氧化成三价铁离子，在一定电压的作用下，形成了电流．通过检测电流变化与葡萄糖浓度近似呈线性关系，从而达到检测血糖浓度的目的。随着电化学反应进行直至反应终止, 在个电极之间产生一个电势, 通过电极与导电介质的氧化反应产生电流, 且电流强度与被测葡萄糖浓度成正比。血糖仪测量到电流后, 由模数转换器将模拟量的电信号转换为数据信号, 传送给单片计算机, 进而对读取的数据进行处理、转换, 换算成血糖含量数据, 送至液晶显示器, 显示出血糖含量。

血糖仪的关键技术包括：酶培养技术、定标技术、设定密码技术、批间差控制、温度补偿技术等。由于酶是有生物活性的，一般情况下酶在20度以上活性变化不大，在20度以下，温度越低活性越差。活性变差就会在和葡萄糖反应时产生的电流变小，从而使测量结果变低，为了在不同的温度都能测出准确的血糖值，研发人员会通过热敏电阻根据实时的温度情况来调节仪器电阻值，从而尽可能使酶和血液在不同的温度下都能产生和血糖值相匹配的电流，进而得出正确的血糖值，这就是血糖仪的温度补偿原理。

由于所使用的血糖试纸酶的活性和性能各不相同，所以需要根据试纸酶的特性设定温度补偿参数，但由于酶的特性很难把握，致使温度补偿效果参差不齐，因此，需要提供一种具有较宽温度范围的温度补偿单元的血统测试仪。温度补偿技术的研究能使血糖仪在更加宽泛的温度范围内使用，适应各个区域的温度和环境的需要。将血糖仪的检测性能对环境温度的依赖降低。

【发明内容】

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种具有较宽温度范围内的温度补偿功能的、测试结果准确性和稳定性高的血糖测试仪，能够使血糖仪在不同的温度下，测试的结果趋于一致。

为实现本实用新型目的，提供以下技术方案：

本实用新型提供一种血糖检测仪，其包括依次连接的血样采集装置、测试传感电路、主控电路，该主控电路中包括相连接的放大电路、模\数转换电路，该主控电路还连接有自动测温装置和温度补偿电路，该温度补偿电路包括温度传感器，，测试传感电路设有葡萄糖酶电极。

通过测得温度补偿电路端口的电压，计算出热敏电阻的大小，然后根据补偿曲线，计算出温度值并进行温度补偿，在测试传感电路中，葡萄糖酶电极电压在0.2V～0.8V 范围内，反应时间在3-15 s。

优选的，该温度传感器为热敏电阻，该热敏电阻最好放置在靠近在血糖检测仪的血样采集装置的试条接口旁边，以便更真实反映试条电化学反应的环境温度。

优选的，该主控电路还包括相连接的电源管理电路、数据存储电路和数据输出显示装置。

优选的，所述数据输出显示装置设置特定情况下血糖结果标记。

优选的，所述数据输出显示装置设置有餐前\餐后两种显示提示。

优选的，所述血样采集电路还包括一个声音提示电路，用于对采样血量发出声音提示。

优选的，其还包括一个连接主控电路的闹铃提示电路，可以设置至少2个闹铃提醒。

优选的，其还包括周期统计计算血糖值电路，用以根据试条的电流值计算血糖值，由程序运算完成，其连接数据存储电路。

优选的，该放大电路包括运算放大器。优选的，该运算放大器的反相端连接葡萄糖酶电极。

对比现有技术，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供一种具有较宽温度范围内的温度补偿功能的血糖测试仪，能够使血糖仪在不同的温度下，测试的结果趋于一致，提高了血糖仪测试结果的准确性和稳定性。

【附图说明】

图1是本实用新型的结构示意框图；

图2是本实用新型实施例中的温度补偿电路图；

图3是本实用新型实施例中的信号放大电路图；

图4是本实用新型实施例中使用的存储单元的电路图；

图5 是实施例的酶电极的伏安特性曲线；

图6是实施例的酶电极葡萄糖底物测试曲线；

图7是实施例测定的不同浓度的葡萄糖标准液与对应电压值的相关系数；

图8是实施例中11秒时不同浓度葡萄糖标准液的拟合曲线图；

图9是实施例中葡萄糖标准液浓度平均值与电流的拟合曲线图。

【具体实施方式】

请参阅图1~9，本实用新型血糖检测仪包括依次连接的血样采集装置、测试传感电路、主控电路，该主控电路中包括相连接的放大电路、模\数转换电路，该主控电路还连接有自动测温装置、温度补偿电路、电源管理电路、数据存储电路和数据输出显示装置。该温度补偿电路包括热敏电阻，测试传感电路设有葡萄糖酶电极。本实用新型血糖检测仪还包括周期统计计算血糖值电路。通过测得端口的电压，计算出热敏电阻的大小，然后根据补偿曲线，计算出温度值进行温度补偿。

该周期统计计算血糖值电路是用于根据试条的电流值计算血糖值，由程序运算完成。

在本发明实施例中，对葡萄糖酶电极的葡萄糖底物测试。

在测试传感电路中，葡萄糖酶电极电压在0.2V~0.8V 范围内，反应时间在3-15s，一般大概反应时间在10秒左右。

葡萄糖酶电极是用以测定待测溶液中葡萄糖含量的生物传感器。原理是在基础电极（可用pH电极、Pt(O₂)电极、氧电极、Pt(H₂O₂)电极等）的表面装上固定化葡萄糖氧化酶膜，当电极插入待测溶液时，酶膜中的酶催化葡萄糖与氧反应生成葡萄糖酸和双氧水，导致原溶液pH和氧含量的改变，引起基础电极电位变化，由此测出该酶所催化的反应中葡萄糖的浓度。

为了测试葡萄糖酶电极对不同浓度的葡萄糖底物溶液的响应性能，测试时,将恒电位仪的对电极和参考电极短接作为传感器的一个输入端，工作电极作为传感器的另一个输入端，工作电压选择0.5V。

所述数据输出显示装置设置特定情况下血糖结果标记。所述数据输出显示装置设置有餐前\餐后两种显示提示。

所述血样采集电路还包括一个声音提示电路，用于对采样血量发出声音提示。血样采集电路其还包括一个连接主控电路的闹铃提示电路，可以设置至少2个闹铃提醒。

该放大电路包括运算放大器，该运算放大器的反相端连接葡萄糖酶电极，请参阅图3。

在电路设计中, 要给检测所用的酶电极两端加上电压, 这个电压要保持恒定, 不能随葡萄糖的浓度变化而变化。血液在酶电极上产生的微电流非常小不便于测量, 所以将其先转化成电压信号, 然后再进行放大。一些来自电源和系统噪声的干扰信号通过滤波除去, 使测试更加精确。酶电极电压经过多次实验测试确定在0.2-0.6范围内。

如图2所示，在该实施例中，运算放大器的反相端连接血糖试纸上的酶电极，当有血液滴入时，该电极与地之间为等效电阻，流过该电阻的电流正比于血液中的血糖浓度值。

如图4所示，为了方便用户能随时查看血糖的变化情况，本血糖仪具有存储血糖值的功能。用户不仅能查询每次测量的历史值，还能够查询最近28 d内的血糖值的变化趋势，根据血糖变化趋势，制定正确的用药方式，达到控制血糖浓度的目的。

如图5所示，可以看出酶电极在0.2V～0.8V 电位范围内无氧化反应发生,稳定性较好。

使用实施例1的技术方案，为了测试葡萄糖酶电极对不同浓度的葡萄糖底物溶液的响应性能，测试时,将恒电位仪的对电极和参考电极短接作为传感器的一个输入端,工作电极作为传感器的另一个输入端,工作电压选择0.5V。取标准葡萄糖底物溶液分为2.7mmol/L 、5.5mmol/L 、8.3mmol/L 、11.1mmol/L 、13.8mmol/L 、16.6mmol/L 、19.4mmol/L 、22.2mmol/L 、25.0mmol/L 、27.7mmol/L ，每个标准液测试了20个样本，共计200个样本。实验中测试的葡萄糖底物进样量约为2微升，如图6所示为本新型中血糖仪采用的10个不同浓度葡萄糖溶液测试的电压曲线。从图中可看出，10个不同浓度的葡萄糖已能很好地分开，形成了一定的梯度。图7为20秒钟内不同浓度的葡萄糖标准液与所测得的对应电压值的相关系数，从相关系数图可看出，11秒左右的相关系数最大，达到了0.9978。图8为11秒时不同浓度葡萄糖标准液浓度与电流的拟合曲线图，图9为平均值浓度与电流的拟合曲线，其相关系数达到了0.9996。

经过处理后的电压通过输入单片机主控电路并进行模数转换后, 单片机经过计算得出血糖的浓度值, 再利用液晶显示将结果显示出来。

温度是影响酶催化反应的一个重要因素，酶的活性也与温度有直接的关系, 温度升高时，酶催化反应速度增加,但高温会使酶蛋白变性而失活。在任20℃～50 ℃此范围内考虑了葡萄糖响应值与温度的关系，发现在这一温度范围内，传感器均能体现良好的检测性能同时考虑电极的灵敏度和使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种血糖检测仪，其特征在于，其包括依次连接的血样采集装置、测试传感电路、主控电路，该主控电路中包括相连接的放大电路、模\数转换电路，该主控电路还连接有自动测温装置和温度补偿电路，该温度补偿电路包括温度传感器，测试传感电路设有葡萄糖酶电极。

2.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，该主控电路还包括相连接的电源管理电路、数据存储电路和数据输出显示装置。

3.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，测试传感电路酶电极电压在0.2V~0.8V 范围内。

4.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，所述数据输出显示装置设置有餐前\餐后两种显示提示。

5.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，所述血样采集电路还包括一个声音提示电路。

6.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，其还包括一个连接主控电路的闹铃提示电路。

7.如权利要求2所述的血糖检测仪，其特征在于，其还包括周期统计计算血糖值电路，其与数据存储电路连接。

8.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，该放大电路包括运算放大器。

9.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，该运算放大器的反相端连接葡萄糖酶电极。

10.如权利要求1所述的血糖检测仪，其特征在于，该温度传感器为热敏电阻。