血糖檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

1、血糖檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展【關(guān)鍵詞】 糖尿病;血糖；胰島素；檢測(cè)技術(shù)糖尿病是胰島素缺乏引起的機(jī)體對(duì)糖、蛋白質(zhì)、脂肪代謝紊亂，實(shí)驗(yàn)室最顯著的改變是血糖升高。血糖測(cè)量?jī)x器有多種多樣，按檢測(cè)時(shí)受創(chuàng)傷的程度可分為接觸痛苦式血糖檢測(cè)儀，近無傷害血糖濃度檢測(cè)儀和無創(chuàng)傷血糖濃度檢測(cè)儀1。血糖傳統(tǒng)檢測(cè)方法是從體內(nèi)抽取血液進(jìn)行生化分析，這屬于有創(chuàng)檢測(cè)，不僅給病人帶來痛苦，而且容易造成各種體液傳染性疾病傳播。近年來出現(xiàn)的無創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)及連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行血糖濃度檢測(cè)的新技術(shù)，這種方法改變了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的弊端，使用方便。本文將血糖檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展綜述如下。 1.生化分析法 傳統(tǒng)檢測(cè)血糖常用的方法是從體內(nèi)抽取靜脈血液或刺破病人

2、手指，提取血液樣品，進(jìn)行生化分析，屬于有創(chuàng)檢測(cè)。早期用于檢測(cè)血糖的方法為鄰甲苯胺法，此法對(duì)醛糖如葡萄糖、半乳糖、木糖甚至抗壞血酸均有反應(yīng),并在酸性環(huán)境中產(chǎn)生綠色,鄰甲苯胺對(duì)葡萄糖特異性較差,而且酸性溶液對(duì)自動(dòng)化測(cè)定的管道有破壞,因此近年已逐步被淘汰。葡萄糖氧化酶（GOD）法是目前應(yīng)用檢測(cè)血糖最廣泛的一種方法,本法基本上不受其他化合物的干擾，其原理為利用氧和水將葡萄糖氧化為葡萄糖酸，并釋放過氧化氫。過氧化物酶在色原性氧受體存在時(shí)將過氧化氫分解為水和氧，并使色原性氧受體4氨基安替比林和酚去氫縮合為紅色醌類化合物，即Trinder 反應(yīng)。紅色醌類化合物的生成量與葡萄糖含量成正比。近年應(yīng)用己糖激酶（H

3、K）法,此酶將葡萄糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖6磷酸(G6P),當(dāng)有另外的G6P脫氫酶(G6PD)存在時(shí),可以測(cè)定此酶還原NADP的能力而測(cè)出葡萄糖。實(shí)現(xiàn)各檢測(cè)系統(tǒng)血漿葡萄糖測(cè)定的可比性，對(duì)臨床診斷和治療有非常重要的價(jià)值，由于血糖檢測(cè)方法儀器繁多，除做好各儀器的室內(nèi)質(zhì)量控制外，還應(yīng)建立可溯源的目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)，將自建檢測(cè)的結(jié)果與目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)果進(jìn)行比較，使各檢測(cè)系統(tǒng)間的結(jié)果具有可比性2。目前世界衛(wèi)生組織推薦GOD法和HK法作為血糖測(cè)定的參考標(biāo)準(zhǔn)，并得到第十九屆世界糖尿病大會(huì)和WHO官方網(wǎng)站顧問組的認(rèn)可，建議靜脈血漿葡萄糖應(yīng)該作為測(cè)定和報(bào)告血糖濃度的標(biāo)準(zhǔn)方法3。認(rèn)為其檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定、可靠，但多次測(cè)定，需反復(fù)抽血，

4、測(cè)定出結(jié)果時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，不方便患者，這種從體內(nèi)抽取血液進(jìn)行生化分析屬于有創(chuàng)檢測(cè)，不僅給病人帶來痛苦，容易造成各種體液傳染性疾病傳播，抽血麻煩,用血多,且當(dāng)時(shí)看不到結(jié)果,因此，生化分析法應(yīng)用受到一定限制4。 2.快速血糖儀檢測(cè) 1968年第一臺(tái)快速血糖儀問世，采指尖一滴血患者就可以自行檢測(cè)血糖，屬于微創(chuàng)檢測(cè)。其檢測(cè)原理早期為葡萄糖氧化酶比色反應(yīng)。此酶作為觸酶使葡萄糖氧化葡萄糖酸及過氧化氫，而過氧化氫使氧接受劑氧化而產(chǎn)生顏色改變，可用反射光度計(jì)或吸收光度計(jì)測(cè)定。目前已發(fā)展到采用電化學(xué)測(cè)定5，通過反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電流而得出血糖值?？焖傺莾x具有穩(wěn)定可靠、操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、需血量少、尤其對(duì)連續(xù)多次血糖監(jiān)

5、測(cè)的病人，可減輕多次采靜脈血造成的痛苦，并為快速診斷提供科學(xué)依據(jù)。因此被廣泛應(yīng)用作床邊檢測(cè)血糖的常用工具，并得到良好的評(píng)價(jià)。但末梢血是毛細(xì)血管全血，包含血漿和紅細(xì)胞。而紅細(xì)胞中含葡萄糖比血漿中少，空腹時(shí)末梢血全血的血糖值應(yīng)該比靜脈血的血漿血糖值低約12%，又由于采取末梢血時(shí)常伴隨有組織液的滲出，使末梢血血糖更容易低于靜脈血漿血糖。這種血糖儀臨床上主要由患者自行操作，影響血糖值結(jié)果的因素增多，有時(shí)誤差較大,原因主要在于操作者, 當(dāng)然快速血糖儀本身質(zhì)量可靠性和準(zhǔn)確性也有關(guān)系。按說明書規(guī)定操作,如未校正試紙代碼,保存試紙不當(dāng),未定期用校正液校正等；未定期對(duì)血糖儀作清潔維護(hù),排除比色系統(tǒng)受到污染；給指

6、尖消毒時(shí)，不能使用碘酒，消毒用的酒精要干透才能穿刺指尖；檢測(cè)時(shí)取血樣血滴過少或擠手指太用力使組織液稀釋血液等，其準(zhǔn)確性將受到影響。此外, 維生素C、膽紅素等血內(nèi)有內(nèi)源或外源性干擾物質(zhì)，一些患者血脂很高,血呈油狀,會(huì)使比色的光反射出錯(cuò),如用比色法的快速血糖儀將會(huì)影響結(jié)果。血糖太高或太低易出誤差，還受到電磁干擾。這些林林總總的影響因素，限制了快速血糖儀的結(jié)果不能作為糖尿病診斷的依據(jù)，只能用于糖尿病人日常的自我監(jiān)控6，為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)進(jìn)行及時(shí)校準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)控。 3.無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù) 無創(chuàng)血糖檢測(cè)是一種不需要收集血液樣本進(jìn)行血糖濃度測(cè)量的新技術(shù)，它不會(huì)造成人體任何創(chuàng)傷，不會(huì)造成體液傳染病傳播，使用

7、方便。近年來這方面的研究已成為國(guó)際學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)，出現(xiàn)了近紅外光譜、遠(yuǎn)紅外光譜、偏振光旋光技術(shù)、經(jīng)皮反向離子抽吸技術(shù)、電阻抗測(cè)量等各種原理的測(cè)量方案。由美國(guó)加利福尼亞州Cygnus公司生產(chǎn)的GlucoWatch Biographer7腕表式血糖檢測(cè)裝置，利用反向離子抽吸技術(shù)，通過對(duì)滲出體液的分析，每10 min讀出一個(gè)數(shù)據(jù)，并可連續(xù)記錄13h，即78個(gè)血糖值。第二代腕表式血糖檢測(cè)裝置GlucoWatch G2 Biographer（GWG2B）8也于2002年獲得美國(guó)FDA批準(zhǔn)可憑處方對(duì)成人及717歲青少年銷售，歐洲也批準(zhǔn)進(jìn)入市場(chǎng)。近年國(guó)內(nèi)沈滔、沈耀春等也對(duì)血糖濃度的無創(chuàng)性檢測(cè)進(jìn)行深入的研究，并

8、取得新的進(jìn)展9。近紅外光譜技術(shù)在對(duì)物質(zhì)的分析測(cè)試中有以下優(yōu)點(diǎn)10： 近紅外光區(qū)域的吸收系數(shù)??； 適用于漫反射技術(shù)；近紅外光可以在玻璃和石英中穿透； 投資及操作費(fèi)用低； 可以用于樣品的定性，也可以得到精度很高的定量結(jié)果； 不用試劑，故不污染環(huán)境； 測(cè)定速度極快。在很短時(shí)間內(nèi)已成為無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)研究的主要方法。但李剛等則認(rèn)為，生物內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)及其成分復(fù)雜多樣，近紅外區(qū)域光譜吸收不顯著，其光譜測(cè)量存在多種干擾因素，導(dǎo)致信噪比和測(cè)量精度較低，尤其個(gè)體差異和檢測(cè)條件對(duì)光體測(cè)量的精度有較大的影響11，浮動(dòng)基準(zhǔn)法檢測(cè)技術(shù)能有效地減小測(cè)量環(huán)境變化及背景樣品的變化，是解決人體生理背景變化干擾問題最有希望的方

9、案之一12。新近唐飛等13介紹了一種代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)，采用溫度傳感器、紅外傳感器、濕度傳感器和光學(xué)測(cè)量裝置，通過測(cè)量人體代謝產(chǎn)生的熱量、血液流速、血氧飽和度，利用人體代謝產(chǎn)生的熱量是血糖濃度、供氧量的函數(shù)，可以推算出血糖濃度。他們對(duì)代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究并研制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。針對(duì)體檢人群、門診病患和臨床實(shí)驗(yàn)病患進(jìn)行了臨床實(shí)驗(yàn)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析處理，其血糖的檢測(cè)結(jié)果與大型生化分析儀測(cè)得的結(jié)果的相對(duì)系數(shù)達(dá)到0.856。實(shí)驗(yàn)證明，代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)是可行的。盡管無創(chuàng)血糖檢測(cè)儀的研究和開發(fā)進(jìn)展很快，但是，這類經(jīng)皮檢測(cè)的儀器，受許多因素的影響，結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提

10、高。 4.動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)技術(shù) 由于生化分析法和快速血糖儀這種有創(chuàng)或微創(chuàng)技術(shù)不能連續(xù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)患者的血糖而得不到更接近真實(shí)情況。因此，動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CGMS)應(yīng)運(yùn)而生。動(dòng)態(tài)光譜法可消除個(gè)體差異和測(cè)量條件對(duì)光譜檢測(cè)的影響。有研究認(rèn)為，由于動(dòng)脈的脈動(dòng)現(xiàn)象，血管中血流量呈周期性變化，血液是不透明液體，光在血液中的穿透性要比在組織穿透小幾十倍，因此脈搏的變化可以引起近紅外光譜吸光度的變化，所以通過動(dòng)態(tài)光譜記錄動(dòng)脈充盈至最大與動(dòng)脈收縮至最小時(shí)的吸光度值，可以消除個(gè)體差異和測(cè)量條件對(duì)光譜測(cè)量的影響，校正模型預(yù)測(cè)能力，提高光譜檢測(cè)的精度11。美國(guó)MiniMed公司生產(chǎn)的CGMS已于1999年6月獲得美國(guó)FDA

11、批準(zhǔn)上市14。CGMS是一個(gè)微創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過檢測(cè)皮下組織間液的葡萄糖濃度而反映血糖水平，它可不間斷地監(jiān)測(cè)病人1天中的每時(shí)每刻的血糖值，該儀器僅有手機(jī)大小，內(nèi)有微電腦芯片，有一細(xì)微軟管連接儀器與探測(cè)頭，探測(cè)頭插入腹部皮下組織。儀器每10秒鐘從探測(cè)器接受一次反映血糖變化的電信號(hào)，將每5分鐘的電信號(hào)平均值轉(zhuǎn)換成血糖值存儲(chǔ)起來。每天可記錄、存儲(chǔ)288個(gè)血糖值。該儀器同時(shí)還可記錄和貯存進(jìn)餐、運(yùn)動(dòng)、用藥等事件。CGMS可連續(xù)監(jiān)測(cè)3天(72小時(shí))血糖的動(dòng)態(tài)變化，而后可把數(shù)據(jù)下載到普通電腦中，給醫(yī)生提供診斷依據(jù)。然而，CGMS與無創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)的GWG2B裝置一樣，準(zhǔn)確性還存在一定問題，主要是在胰島素誘發(fā)低

12、血糖時(shí)，這些裝置監(jiān)測(cè)血糖可信度不高15。因此，美國(guó)食品與藥品管理局建議不能只根據(jù)資料而改變治療方案，必須首先用標(biāo)準(zhǔn)的血糖儀進(jìn)行核對(duì)。 綜上所述，有創(chuàng)技術(shù)和無創(chuàng)技術(shù)各有優(yōu)劣，在一個(gè)較長(zhǎng)的階段，兩種技術(shù)將取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同發(fā)展，但糖尿病的確診必須以靜脈血樣分析得出的血糖值作為標(biāo)準(zhǔn)2，無創(chuàng)和連續(xù)動(dòng)態(tài)式血糖檢測(cè)儀的準(zhǔn)確性必須定期檢測(cè)校正?？傊袆?chuàng)或微創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)發(fā)展比較成熟，盡管近年來無創(chuàng)和連續(xù)動(dòng)態(tài)式血糖檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，但仍有待繼續(xù)研究提高。采用無線電波和微波技術(shù)測(cè)量葡萄糖含量也在進(jìn)行研究。相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，血糖檢測(cè)技術(shù)將向快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便方向提高?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1劉 娟，王尚奇，簡(jiǎn)水生.

13、血糖濃度檢測(cè)技術(shù)的最新進(jìn)展J.激光生物學(xué)報(bào)，2005，14（5）：393.2羅福東，黃憲章，莊俊華，等.不同檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定血糖結(jié)果的可比性分析J.國(guó)際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志，2006，27（6）：97-99.3洪天配.糖尿病診斷與防治工作最新進(jìn)展J.中國(guó)實(shí)用內(nèi)科雜志， 2007，27(13)：1052-10534鄭開作.快速血糖儀與常規(guī)生化儀兩種方法在急診檢驗(yàn)血糖時(shí)的應(yīng)用對(duì)比J.醫(yī)療裝備，2009，22（6）：53-54. 5曾照芳，洪秀華.臨床檢驗(yàn)儀器M.北京：人民衛(wèi)生出版社，2008：3296羅勇華，孫竹華，趙 麗.血糖儀應(yīng)用的局限性J.中國(guó)交通醫(yī)學(xué)雜志，2004，18(3)：328.7Silvers

14、tein JH.Rosenblonm AL.New developments in typel(Insulin dependent)diabetesJ.Clin Pediatr, 2000，39(5)：257-2668Diabetes Research in Children Network (DirecNet) Study Group. Youth and Parent Satisfaction with Clinical Use of the GlucoWatch G2 Biographer in the Management of Pediatric Type 1 DiabetesJ.D

15、iabetes Care，2005 ，28(8): 1929-1935. 9徐可欣,崔厚欣，王文波.血糖無創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)研究J.天津大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，36（2）：132-134.10凌明勝，錢志余，李 榮，等.近紅外光譜無創(chuàng)血糖檢測(cè)J.上海生物醫(yī)學(xué)工程雜志，2006，27（2）：115-118.11李 剛，王 焱，李秋霞，等.動(dòng)態(tài)光譜法對(duì)提高近紅外無創(chuàng)血液或成份檢測(cè)精度的理論分析J.紅外與毫米波學(xué)報(bào)，2006，25(5)：345-347.12陳文亮，楊 越，徐可欣，等.浮動(dòng)基準(zhǔn)法無創(chuàng)血糖濃度檢測(cè)技術(shù)J.納米技術(shù)與精密工程，2007，5（4）：298-301.13唐 飛，王曉浩，王東生，等.代謝熱整合法無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)研究J.儀器儀表學(xué)報(bào)，2007，28（10）：1857-1860.14Punales MK,Geremia C,Mondadori P,et al.How the continuous glucose monitoring system can contribute to HbA1c interpretation in type 1 diabetes mellitus?J.Arq Bras Endocrinol Metabol，2008，52(2):299-306.15Diabete