血糖仪是一种测量血糖水平的电子仪器。血糖仪的工作原理主要有电化学法和光化学法两种:
1. 电化学法:
- 原理:将一层特殊的金属电极覆盖在血糖试纸表面,当血液样本滴在试纸上时,试纸中的酶(通常为葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶)会与血液中的葡萄糖发生反应。葡萄糖在酶的催化作用下被氧化,在此过程中会产生电子和质子,从而形成一个微小的电流。这个电流的大小与血液中的葡萄糖浓度成正比。
- 测量过程:血糖仪通过测量电流的大小,并经过内部的电路系统进行放大、转换和处理,最终计算出血液中的葡萄糖浓度,并将结果显示在屏幕上。
2. 光化学法:
- 原理:使用一种特殊的光学传感器。当血液样本与试纸上的试剂混合后,其中的葡萄糖会与试剂中的酶(一般也是葡萄糖氧化酶)发生反应,产生一种中间物(带颜色物质)。这种中间物会对特定波长的光产生吸收或反射,运用检测器检测试纸反射面的吸光度或反射光的强度。根据朗伯-比尔定律,吸光度或反射光的强度与物质的浓度成正比,从而可以计算出血糖浓度。
- 测量过程:仪器发射特定波长的光照射试纸,接收反射光或透射光的信号,然后将其转化为电信号进行处理和分析,得出血糖值并显示。
从采血方式上分类,血糖仪可分成吸血式和抹血式。吸血式血糖仪试纸自己控制血样计量,操作较为方便,结果偏差较小;抹血式血糖仪一般采血量比较大,且采血量不易控制,可能会影响血糖测试结果。如今,市场上还有一些无创血糖仪正在研发和推广中,比如通过红外线探测血液中的血糖水平,或通过测量人体口腔中唾液含淀粉酶的浓度来测量血糖高低等。
血糖仪方案开发的要点:
硬件设计:采用高精度的血糖传感器,确保测量的准确性。设计小巧轻便的血糖仪外壳,方便携带。同时,要有稳定的电路系统,包括电源管理模块,可使用电池供电并优化功耗。
软件设计
开发简洁易用的操作界面,有清晰的测量步骤提示。具备数据存储和管理功能,能记录多次测量结果,并可通过蓝牙等方式与手机 APP 连接实现数据同步和分享,方便用户和医护人员查看。
校准与精度优化
建立完善的校准机制,使用标准血糖样本对血糖仪进行校准,确保不同批次产品的测量精度在允许误差范围内
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