血糖仪的工作原理：传感器和电流分析法

我们了解到测量血糖浓度的第一步是将血糖浓度转化为电压或电流信号，这可以通过血糖仪的特殊传感器条实现。传感器使用铂金和银电极组成部分电路，采用过氧化 氢电解的形式。过氧化氢生成是葡萄糖氧化膜上葡萄糖氧化的结果。流经电路的电流提供过氧化氢的浓度测量值，提供血糖浓度。需要特别注意的是，等式中的表达关系是线性的实际情况可能会有所差异，因为其他生化物质也可能参与到这一反应中。

图1 电极反应

用作血糖仪的传感器基于葡萄糖氧化物电极。葡萄糖氧化物固定在铂 激活碳电极上。通过使用酶生成过氧化氢的电化学检测方法，可以将酶电极用于安培测定。 传感器由多个电极组成：一个葡萄糖氧化层，一个可以由葡萄糖、氧和过氧化氢渗透的聚氨酯膜。

电流分析的测量对象是一对电极之间的电流，由电解反应驱动。氧通过膜扩散，电压应用至将O2还原为H2的Pt电极。

图2 测试流程基本块图

这些反应电极是一个使用三电极设计的安培型传感器。当使 用电化学传感器时，因为在相同化学反应中测量电压和电流的可靠性，这种方法非常有效。这三个电极模型使用一个工作电极(WE)、一个基准电极(RE)和一 个计数器电极(CE)。该电流生成之后，它必须更改为电压，以便由微控制器(MCU)处理。该操作由阻抗放大器执行。最后，MCU通过ADC模块检测并处 理该信号。

例如，以下是一个解释血糖仪工作原理的切实可行的方法。将电压施加于WE和RE电极，其范围从-200毫伏到8伏。该步骤用于定义在最大电流下传 感器可以执行的电压。该值为4伏左右，电流为18微安。在选择4伏作为运行值以后，我们可获得2秒至4秒之间的稳定时间。这意味着此次可以获得一个可靠的 测量结果，因为达到了最大电流值。