血糖儀的發(fā)展

上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院糖尿病研究室王煜非當(dāng)今血糖儀檢測技術(shù)的發(fā)展微量血糖儀檢測技術(shù)糖尿病患病率逐年上升人們健康意識不斷增強(qiáng)DCCT、UKPDS證實：自我血糖監(jiān)測（SMBG）已成為糖尿病治療計劃中重要的組成部分內(nèi)容血糖儀發(fā)展歷史血糖儀的工作原理血糖儀準(zhǔn)確性與精確性評估血糖儀偏差的主要來源如何正確看待血糖儀的偏差內(nèi)容血糖儀發(fā)展歷史血糖儀的工作原理血糖儀準(zhǔn)確性與精確性評估血糖儀偏差的主要來源如何正確看待血糖儀的偏差微量血糖儀檢測技術(shù)背景資料：最早血糖監(jiān)測技術(shù)是從尿液試紙演變而來Free(1958)研制一專利產(chǎn)品：

GO涂在干紙片上滴樣H2O2

HRPO有色物質(zhì)，肉眼比色第一臺血糖儀發(fā)明者湯姆.克萊曼斯（TomClemens）1971.9.14全世界第一臺袖珍式血糖儀誕生1974年德國寶靈曼公司推出了世界上第一臺針對專業(yè)醫(yī)護(hù)人員的便攜式血糖儀Reflomat微量血糖儀檢測技術(shù)第一代：(2種)反應(yīng)后需排除血樣，以免干擾比色或因紅細(xì)胞滲透到基底而使反應(yīng)物丟失改良后，紙片涂上乙基纖維素或在酶上加一層防水層水洗擦拭微量血糖儀檢測技術(shù)第二代：（2種）血樣存在時檢測（包括光電比色法和電極法）改進(jìn)方面：血樣量采血方法操作測定時間新的酶、介質(zhì)、染色基團(tuán)（一步法）抗干擾（血內(nèi)原性）鈀、金等稀有金屬電極第三電極隔血屏障低電壓等數(shù)據(jù)儲存外觀微量血糖儀檢測技術(shù)血糖儀操作的主要步驟采血、按要求血量滴在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)在樣本中識別葡萄糖與葡萄糖反應(yīng)，其產(chǎn)物被儀器測定到識別程序、環(huán)境或可能存在的其他錯誤條件微量血糖儀檢測技術(shù)足夠血量、嚴(yán)格掌握血樣反應(yīng)時間、除血樣第二代－－直接機(jī)上滴血檢測（無需操作者掌握時間）機(jī)外滴血、規(guī)定時間上機(jī)檢測微量血糖儀檢測技術(shù)當(dāng)今血糖儀設(shè)計考慮抗干擾環(huán)境:溫度濕度光電磁場等血樣:血球容積血樣量含氧量等低耗值外觀反應(yīng)配料能快速溶解或激活無創(chuàng)微量血糖儀檢測技術(shù)

Biosensor技術(shù)，其基本成分是生化標(biāo)志物（酶、抗體、類似物特異反應(yīng)）聯(lián)結(jié)傳導(dǎo)物產(chǎn)生一種可檢測的信號電流或電壓顏色或光強(qiáng)度熱信號內(nèi)容血糖儀發(fā)展歷史血糖儀的工作原理血糖儀準(zhǔn)確性與精確性評估血糖儀偏差的主要來源如何正確看待血糖儀的偏差微量血糖儀檢測技術(shù)葡萄糖檢測方法：經(jīng)典方法：Fehling’sreagent、磷鉬酸比色法等

原理葡萄糖含自由醛基，屬還原糖，在堿性溶液中，能將金屬離子（Cu2+、

Hg2+、Ag2+等）還原G+Cu(OH)2=葡萄糖酸+Cu2O

酶法：高效專一常溫微量血糖儀檢測技術(shù)常用酶：Glucoseoxidase(GO)葡萄糖氧化酶Glucosedehydrogenase(GDH)葡萄糖脫氫酶

Hexokinase(HK)己糖激酶(常用于大生化儀)Glucose-6-phosphatedehydrogenase6-磷酸葡萄糖脫氫酶

幾種酶的特性：葡萄糖氧化酶測量結(jié)果易產(chǎn)生偏差影響血氧濃度的因素：哮喘，吸煙，肺氣腫，慢性阻塞性肺病和各種心血管疾病海拔高度劇烈運動開封后易與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)一般開封后僅可以使用3個月對葡萄糖有特異性

葡萄糖脫氫酶不受血液中氧分子的干擾即不受測量著血氧濃度的影響不受空氣中的氧氣的干擾即試紙有效期不受開封的影響一般可以使用至標(biāo)明的有效期特異性差，可能與麥芽糖等其他糖類發(fā)生反應(yīng)

微量血糖儀檢測技術(shù)

微量血糖儀檢測技術(shù)實驗室葡萄糖檢測：

#BeckmanGlucoseAnalyzer

GO電化學(xué)方法檢測

反應(yīng)物（氧）的耗竭

#YSIGlucoseAnalyzerGO電化學(xué)方法檢測

過氧化氫（H2O2）GO葡萄糖+O2葡萄糖酸++還原染料過氧化物酶+H2OH2O2+700mVO2+

2H+

+2e-葡萄糖反應(yīng)方式（一）

微量血糖儀檢測技術(shù)H2O2ONETOUCHUltraTestStrip

Creatingareactionwhereglucosecanbemeasured葡萄糖+NAD+葡萄糖脫氫酶葡萄糖酸內(nèi)酯NAD++硫辛酰胺脫氫酶NADH+MTT(一種染色劑）葡萄糖脫氫酶吡咯喹啉醌（GDH－PQQ）、糖類治療物質(zhì)包括口服木糖，注射類的包含麥芽糖、半乳糖藥物，含有環(huán)糊精（艾考糊精）的腹膜透析溶液產(chǎn)品

微量血糖儀檢測技術(shù)葡萄糖反應(yīng)方式（二）反應(yīng)原理ACCU-CHEK?

Active

羅康全TM活力型血糖試紙

樣本中的?-D-葡萄糖在葡萄糖染色氧化還原酶的一系列氧化還原作用下，形成一種中介物

此中介物與指示劑反應(yīng)形成有色物質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)方法鏡頭光學(xué)部分橫截面示意圖LEDs1a,bLED2隔板區(qū)域發(fā)光二極管+光度監(jiān)測器試紙正面示意圖監(jiān)測器LED1aLED1bLED2試紙及由發(fā)光二極管產(chǎn)生的光點隔板區(qū)域，包括發(fā)光二極管和光度監(jiān)測器未提供足夠血樣，25秒內(nèi)續(xù)加樣本毛細(xì)作用吸收LED2spot:

樣本量監(jiān)測LED1a/bspot:測量葡萄糖濃度血流方向樣本量監(jiān)測測量開始

停止安全設(shè)計O.K.

樣本量不足監(jiān)測樣本量不足監(jiān)測及續(xù)加血樣功能或者ACCU-CHEK?

Advantage

羅康全?優(yōu)越型血糖試紙

試紙結(jié)構(gòu)聚酯薄膜（PET）聚酯薄膜頂膜血樣滴加區(qū)聚酯薄膜底膜鈀電極獨特弧形設(shè)計試劑反應(yīng)區(qū)域（葡萄糖脫氫酶）羅氏康全系列血糖儀是唯一可用于手指尖末梢/靜脈全血、血清和血漿血糖檢測的血糖儀，差異小。RelativeGlucoseConsumptionUnreactedglucose=Reactedglucose=CoulometryVirtuallyallglucosereactsTinypoolofglucoseisneeded-totalpoolisconvertedtocomputeglucose.AmperometrySmall(variable)percentageofglucosereactsLargereservoirofglucoseisneeded-rateofdepletionismeasuredtocomputeglucose.瑞特血糖監(jiān)測系統(tǒng)

(血糖儀型號GM210，檢測片型號GS210)產(chǎn)品的適應(yīng)癥和功能：黃金測試片的優(yōu)點在于：(i)有絕佳的電化學(xué)反應(yīng)及傳導(dǎo)性，(ii)測試結(jié)果更穩(wěn)定，(iii)不易受到濕度影響，(iv)避干擾電位(業(yè)界最低工作電會200mV)。產(chǎn)品的主要功能：產(chǎn)品可以協(xié)助使用者在家里或臨床上有效地監(jiān)控血糖值。＋不受光線強(qiáng)弱干擾、不需清潔保養(yǎng)＋不易受血中含氧量的影響ー

通電后易受血中酸化還原物質(zhì)的干擾ー

對葡萄糖的特異性較差＋不受光線強(qiáng)弱干擾、不需清潔保養(yǎng)＋對葡萄糖的特異性高ー

通電后易受血中酸化還原物質(zhì)的干擾ー

易受血中含氧量的影響生物電GDH酶GOD酶光化學(xué)＋對葡萄糖的特異性高ー

易受血中含氧量的影響ー

易受光線強(qiáng)弱干擾ー

需要定期做清潔保養(yǎng)＋不易受血中含氧量的影響ー對葡萄糖的特異性較差ー

易受光線強(qiáng)弱干擾ー

需要定期做清潔保養(yǎng)不同測試原理的長處和短處

自我血糖監(jiān)測注意事項采血及操作方法和程序要嚴(yán)格按照操作常規(guī)進(jìn)行采血部位皮膚干燥，血量充分，切忌局部擠壓儀器要定期進(jìn)行保養(yǎng)、清潔和校正

微量血糖儀檢測技術(shù)

微量血糖儀檢測技術(shù)

含血檢測葡萄糖的方法：雙色測定測反應(yīng)物顏色測血液顏色血量需充分血球比例有影響

（比色計鏡頭貴難校正費電）單色測定隔血儀器測不出血液顏色對紅細(xì)胞容積和氧影響敏感電極法測電流

微量血糖儀檢測技術(shù)

校正與誤差：儀器本身校正

散射光紙片密碼測定數(shù)據(jù)第三電極（不含GO，非特異電流）校正液

模擬血液標(biāo)準(zhǔn)液（與生化標(biāo)準(zhǔn)液不同）標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)控POCT-QA,QC內(nèi)容血糖儀發(fā)展歷史血糖儀的工作原理血糖儀準(zhǔn)確性與精確性評估血糖儀偏差的主要來源如何正確看待血糖儀的偏差I(lǐng)nternationalOrganizationforStandardization(ISO)GuidelineISO15197

32ParticipatingCountriesUSA:SecretariatArgentinaAustraliaAustriaBelgiumBrazilCanadaChileChinaCzechRepublicDenmarkFinlandGermanyIranIrelandIsraelIsraelItalyJamaicaJapanKorea,RepublicofMexicoNetherlandsNewZealandNorwayPortugalSingaporeSpainSwedenSwitzerlandTurkeyUnitedKingdom/iso/en/stdsdevelopment/tc/tclist/TechnicalCommitteeParticipationListPageISO15197:

95%

MinimumAccuracySpecificationRequirements“Theminimumacceptableaccuracycriteriaarebasedonthemedicalrequirements

forglucosemonitoring.”ExamplesoftheISO15197

“minimumacceptableaccuracycriteria”

forbloodglucose4.2mmol/l(75mg/dl)(±20%)LabAnalyzermg/dlmmol/l754.2905.01005.61307.21508.318010.025013.935019.450027.8+20%905.01086.01206.71568.718010.021612.030016.742023.360033.3–20%603.3724.0804.41045.81206.71448.020011.128015.640022.2Point:VariabilityexistsinreportedBGmonitoringdata,andisacceptabletoadegree.Question:WhatdegreeofconfidencecanclinicianshaveindevicesthatreportdataoutsideofthisinternationallydevelopedspecificationforBGmonitors?受試對象血糖值分布接受試驗者血糖濃度分布人數(shù)(依據(jù)ISO15197：2003規(guī)范)：GroupABCDEFGRange(mmol/L)<2.82.8-4.34.4-6.76.7-11.111.2-16.616.7-22.2>22.2Percentage5%15%20%30%15%10%5%Number723304523157若共計150例LaboratoryaccuracyInternationalOrganizationforStandardization(ISO15197)LinearregressionplotsBland-AltmandifferenceplotsClinicalaccuracyClinicalsafetyassessmentParkesConsensusErrorGrid(2000)InternationalOrganizationforStandardization(ISO)InternationalStandard15197Firstedition.Invitrodiagnostictestsystems-Requirementsforblood-glucosemonitoringsystemsforself-testinginmanagingdiabetesmellitus.InternationalOrganizationforStandardizationGeneva,Switzerland:ISOInternationalStandard,1May2003.

ParkesJL,SlatinSL,PardoS,GinsbergBH.ANewConsensusErrorGridtoEvaluatetheClinicalSignificanceofInaccuraciesintheMeasurementofBloodGlucose.DiabetesCare23:1143-1148,2000.InterpretingAccuracyStudyData1.

統(tǒng)計方法之一，準(zhǔn)確度之分析：

當(dāng)血糖濃度<4.2mmol/L，其偏差數(shù)值(mmol/L)=血糖機(jī)讀值－參考儀器數(shù)值

當(dāng)血糖濃度≧4.2mmol/L，其偏差值百分比(%)=(血糖機(jī)讀值－參考儀器數(shù)值)/(參考儀器數(shù)值)2.

統(tǒng)計方法之二，線性回歸系數(shù)分析：

血糖機(jī)讀值為Y軸，參考儀器數(shù)值為Ｘ軸，Ｘ軸與Ｙ軸應(yīng)采相同比例尺與區(qū)間。斜率與截距應(yīng)按照合適的統(tǒng)計分析來計算。呈現(xiàn)方式包括y=ax+b(a為斜率，b為截距)，r值(回歸系數(shù))，N值(總受測數(shù)量)。臨床性能的評價方法1,BestU.S.hospitalsrankedbyU.S.NewsandWorldReport,20032,Dataonfile優(yōu)越血糖儀與大生化結(jié)果的一致性臨床性能的評價方法ErrorGridAnalysis(EGA)分析圖：美國FDA與歐洲CE的規(guī)范要求臨床實測后的EGA分析需有95%以上的測試準(zhǔn)確度落于A區(qū)內(nèi)（A區(qū)為+/-20%的誤差范圍以內(nèi)），且A區(qū)加上B區(qū)百分比要等于100%，才能通過臨床測試。ClarkParkes準(zhǔn)確性與精確性

Accuracy&Precision內(nèi)容血糖儀發(fā)展歷史血糖儀的工作原理血糖儀準(zhǔn)確性與精確性評估血糖儀偏差的主要來源如何正確看待血糖儀的偏差偏差的來源如果血糖儀本身是工作正常的，那么是什么原因造成結(jié)果的差異？偏差的來源是什么呢？同一個人使用不同的血糖儀，可能得到不同的測試結(jié)果同一個人使用同一臺血糖儀，可能得到不同的測試結(jié)果這些不同的測試結(jié)果被稱為結(jié)果的差異血糖測試中產(chǎn)生偏差的原因1.測試樣本的檢體2.測試樣本的來源3.儀器的血糖校準(zhǔn)方式4.血細(xì)胞壓積率*5.樣本的糖酵解6.樣本收集的時間7.添加劑8.干擾物質(zhì)*9.pH10.使用者的技術(shù)一、檢體樣本的檢體

TestSample

*全血血樣

(快速檢測的血糖儀)兩種血樣檢體:*血漿、血清

(實驗室生化儀)抗凝凝結(jié)serumplasma0.5~1小時立即分離全血血樣本全血血樣用于自我監(jiān)測的血糖儀中直接來自人體組成部分細(xì)胞(紅細(xì)胞，白細(xì)胞等)液體部分(水占90%)營養(yǎng)物質(zhì)二、樣本的來源

TestSample三種血樣來源動脈毛細(xì)血管靜脈動脈動脈是將血液從心臟運往身體的各個部分動脈血具有最高的血糖濃度動脈血只能在醫(yī)院中抽取AST采血毛細(xì)血管毛細(xì)血管在最小的動脈和最小的靜脈之間運送血液毛細(xì)血管血液可以從身體的手指，前臂或是新生兒的腳跟處獲得靜脈靜脈是將身體各個部分的血液回流到心臟靜脈血樣具有最低的血糖濃度靜脈血液通常是在手臂上抽取不同樣本之間的血糖水平差異動脈空腹比毛細(xì)血管樣血高5mg/dL比靜脈血樣血高10mg/dL餐后比靜脈血樣血高20-70mg/dL毛細(xì)血管空腹比靜脈血樣血高2-5mg/dL(0.1-0.28mol/L)餐后比靜脈血樣血高20-70mg/dL(1.1-3.9mol/L)隨機(jī)血糖監(jiān)測,比靜脈血高8%靜脈空腹比毛細(xì)血管血樣血低2-5mg/dL

餐后比毛細(xì)血管血樣血低20-70mg/dL因此，當(dāng)做血糖儀和生化儀之間對比時，一定要注意是空腹?fàn)顟B(tài)下。末梢毛細(xì)血管全血葡萄糖（CBG）只做監(jiān)測這種差異是和人的生理情況相關(guān)的毛細(xì)血管全血糖與靜脈血漿糖的關(guān)系三、儀器的校準(zhǔn)方式

MeterCalibration血漿校準(zhǔn)的血糖儀測試結(jié)果，即是血漿血糖測試值，可與實驗室的測試結(jié)果直接比較。全血校準(zhǔn)的血糖儀測試結(jié)果，即是全血血糖測試值，將會比實驗室的測試結(jié)果低約12%。目前血糖儀根據(jù)設(shè)計和功能不同，有兩種血糖校準(zhǔn)方式四、血球壓積率*

Hematocrit全血與血漿/血清的結(jié)果區(qū)別血漿/血清血糖=全血血糖值

[1.0-(0.0024xhct)]

當(dāng)血細(xì)胞壓積率（hct）為45%時,

血漿/血清血糖=1.12*全血血糖值全血與血漿/血清的結(jié)果區(qū)別全血血糖值(mg/dL)Hct%血漿血糖值(mg/dL)差值%10025106.46.410035109.29.210045112.112.110055115.215.210065118.518.5它是指在總血樣中的紅細(xì)胞(RBC)的百分比率紅細(xì)胞(RBC)將會影響血漿流入試紙的速率用于自我血糖監(jiān)測的血糖儀都需要全血血樣來檢測血細(xì)胞壓積率的正常范圍

成年男性 41%-53%

成年女性 36%-46%

新生兒 45%-67%

兒童 34%-40%導(dǎo)致高血細(xì)胞壓積率的通常原因新生兒血細(xì)胞增多癥脫水狀態(tài)過高的血細(xì)胞壓積率會導(dǎo)致一個較低的血糖測試結(jié)果導(dǎo)致低血細(xì)胞壓積率的通常原因透析貧血愛滋病癌癥懷孕過低的血細(xì)胞壓積率會導(dǎo)致一個較高的血糖測試結(jié)果五、糖酵解

Glycolysis紅細(xì)胞消耗葡萄糖葡萄糖的消耗將會降低血糖濃度。在室溫條件下，此速率為7-10mg/dL(即0.4-0.6mmol/L)/小時在血糖儀測試結(jié)果和實驗室測試結(jié)果比較時，糖酵解是需要著重考慮的因素含有抗凝劑的全血血樣應(yīng)該在30分鐘內(nèi)被測試完成六、樣本收集時間

Timingofsamplecollection糖尿病人的血糖濃度在很短的時間內(nèi)就會發(fā)生很大的波動

因此，在做對比實驗時，樣本的收集時間是特別重要的一個因素樣本的收集必須是在10分鐘內(nèi)完成實驗室分析應(yīng)該在30分鐘內(nèi)完成七、添加劑

Additives保護(hù)劑氟化鈉會抑制試紙上的酶反應(yīng)，可能得到一個低的錯誤結(jié)果。因此，來自氟化鈉試管中的血樣(灰管)

不能

被用于使用葡萄糖氧化酶技術(shù)的血糖儀中?？鼓齽└嗡?推薦使用)乙二胺四乙酸(推薦使用)檸檬酸鹽八、干擾物質(zhì)*

InterferingSubstances干擾性是指血糖測試結(jié)果受到其它化學(xué)物質(zhì)的相互交叉反應(yīng)的影響程度內(nèi)源性物質(zhì)膽紅素膽固醇肌氨酸酐甘油三酯尿酸外源性物質(zhì)對氨基乙酚Vc多巴胺麻黃素龍膽酸布洛酚L-多巴甲基多巴水楊酸鹽四環(huán)素tolazamide

甲糖寧各種(血樣的)保護(hù)劑ACCU-CHEK?

Active

羅康全TM活力型血糖試紙

精準(zhǔn)——不易受干擾物質(zhì)影響

內(nèi)源性物質(zhì)實驗濃度mg/dl生理濃度mg/dl膽紅素201.2肌酐301.5半乳糖60*20血紅蛋白1505尿素40038尿酸207內(nèi)源性干擾物質(zhì)——由人體內(nèi)部產(chǎn)生的物質(zhì)從生理濃度到實驗濃度觀察下列物質(zhì)，無干擾現(xiàn)象*號為臨界濃度，在到達(dá)此濃度前，無干擾現(xiàn)象Source:?歐洲多中心臨床評估報告?

ACCU-CHEK?

Active

羅康全TM活力型血糖試紙

精準(zhǔn)——不易受干擾物質(zhì)影響

外源性物質(zhì)實驗濃度mg/dl治療濃度mg/dl維生素C30*1.2氟化鈉40050布洛芬504.2甲基多巴20.5格列吡嗪0.450.08乙酰水楊酸10030多巴胺10.4-1.6四環(huán)素50.4外源性干擾物質(zhì)——來源于人體外部的物質(zhì)，例如治療藥物或維生素