一种提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法

技术领域

本发明涉及连续血糖监测技术领域，尤其是涉及一种提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法。

背景技术

糖尿病是全球最普遍的慢性疾病之一，由于其高发病率和多种并发症，通常会导致眼睛、心脏、血管等多种组织损伤和功能障碍，对人类健康造成严重危害。因此，血糖的管理和预防显得尤为重要。作为糖尿病诊断和治疗的基础和前提，血糖监测方法可分为有创、无创和微创三类：有创法包括临床用血糖生化分析仪和家用针刺式血糖仪，由于其患者依从性差，且无法获得连续的血糖水平信息，因此连续血糖监测系统的发展至关重要。无创法主要包括近红外光谱法、拉曼光谱法和微波法等，由于其在测量过程中易受温度、pH和湿度等的影响较大，且光信号变化较为微弱，因此其血糖监测的准确性有待进一步发展。微创法包括植入式电极法和反离子电渗透皮提取法，植入式电极法由于其微针长时间使用容易断裂，可能会导致疼痛、出血和炎症以引起额外的风险，因此亟待进一步发展；基于反离子电渗法的表皮电化学酶葡萄糖生物传感器近些年发展迅速，其通过在皮肤表面施加温和电流以透皮提取细胞间液中的葡萄糖，在葡萄糖酶的催化作用下分解产生电流信号，不同葡萄糖浓度产生不同的电流，因此通过测量响应电流以预测血糖浓度信息。

目前的表皮电化学酶葡萄糖连续检测中，通常是采集一定量体液后再行测量，然后再采集再测量，不断往复。表皮检测通常无冲洗过程，很难在较短时间内将葡萄糖完全催化分解，导致本次采集的葡萄糖会大部分遗留到下一次检测时再次参与反应，引起对测量结果的干扰。采集体液而未检测时，葡萄糖分子也会一直被催化分解，由此导致的损耗很难仅通过算法进行完全补偿，累积误差导致测量准确性随时间变差。另一方面，传统的电化学葡萄糖传感器测量结果计算方法，通常是取一段时间内的检测电流平均值作为响应结果，然后通过电流-浓度关系模型获得葡萄糖浓度，而检测电流会随葡萄糖消耗而降低，且测量时间的截取也有随机性，对测量结果的准确性也有一定影响。因此，如何降低连续血糖检测的累计误差，是提高血糖预测准确性的关键问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法。

本发明采用的技术方案是：

一种提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，包括全区间测量以及积分计算方法，其中，

所述全区间测量的方法为采集和测量同时进行，体液采集时间固定，采集停止后，继续测量直到葡萄糖反应完全，再进行下一次采集和测量，以消除葡萄糖在采集过程中的消耗引起的误差；

积分计算方法是通过电流对时间的积分获得当次收集的体液中的葡萄糖的量，克服传统电化学葡萄糖传感器取一段时间内的电流平均值作为测试结果导致随机性误差的不足，避免部分时间段选取导致的误差，实现精确葡萄糖测量。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，体液采集时间固定为3分钟，确保每次采集的时间长度一致，以实现短时间内高频率多个测量点的连续血糖监测，以提供更全面、准确的血糖数据。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，葡萄糖测量时间从采集开始直至当次采集的葡萄糖完全消耗，确保每次测量时间长度一致，实现全区反应区间测量，避免由于体液采集过程中未检测到的葡萄糖损耗导致的累积误差。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，通过积分计算实现葡萄糖的精准测量，通过电流对时间的积分，结合传感器对葡萄糖的测量灵敏度，获得当次收集体液中的葡萄糖的量，避免部分时间段选取导致的误差，实现精确葡萄糖测量。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，所述积分计算公式为

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，所述传感器的传感器的电流-浓度关系系数k用于反应测量灵敏度，是通过体外实验标定得到的，标定葡萄糖浓度范围为0-100uM，以满足采集体液的范围，提高血糖预测准确性。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，所述传感器的电流-浓度关系系数k为0.51911nA/mM。

优选的，上述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，具体实施步骤为：体液采集和葡萄糖测量同时进行，每次采集测量完成后通过积分计算出当次采集的葡萄糖量，通过积分计算公式实时获得当次血糖浓度信息，如此往复以实现精确连续血糖监测。

本发明的有益效果是：

所述提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，通过全区间测量，解决了葡萄糖反应不完全造成的累计误差，消除相邻两次测量之间的干扰；通过积分计算方法，解决了由于随机选取测量电流稳态平均值引起的误差，实现精确葡萄糖测量，从而提高了表皮葡萄糖监测的准确性。

附图说明

图1是传统测量方法和本发明所述全区间测量方法示意图。

图2是传统计算方法和本发明所述积分计算方法示意图。

具体实施方式

为进一步说明本发明，结合以下实施例具体说明：

实施例1

一种提升电化学葡萄糖酶传感器抗干扰性的测量方法，包括全区间测量以及积分计算方法，其中，

抗干扰全区间测量方法：如图1(a)所示，传统的表皮葡萄糖测量，通常是采集一定量体液后进行测量，采集时间为T

抗干扰积分计算方法：如图2(a)所示，传统电化学葡萄糖传感器通常随机取一段时间内的检测电流平均值作为响应测试结果，然后通过电流-浓度关系模型获得葡萄糖浓度，这种情况下检测电流会随葡萄糖消耗而降低，且一段时间的截取也有随机性，对测试结果的准确性有一定影响。而本发明采用积分计算方法，如图2(b)所示，精确测量葡萄糖的量，配合完全催化反应当次采集体液中的葡萄糖和全区间测量方法，消除连续检测过程中相邻两次检测之间的干扰。采用公式如下：

其中，M为当次采集体液中葡萄糖的物质的量；k为传感器的电流-浓度关系系数，k为0.51911nA/mM；i为测量电流；T

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。