血糖仪的发展

上海交通大学附属第一人民医院糖尿病研究室王煜非当今血糖仪检测技术的发展微量血糖仪检测技术糖尿病患病率逐年上升人们健康意识不断增强DCCT、UKPDS证实：自我血糖监测（SMBG）已成为糖尿病治疗计划中重要的组成部分内容血糖仪发展历史血糖仪的工作原理血糖仪准确性与精确性评估血糖仪偏差的主要来源如何正确看待血糖仪的偏差内容血糖仪发展历史血糖仪的工作原理血糖仪准确性与精确性评估血糖仪偏差的主要来源如何正确看待血糖仪的偏差微量血糖仪检测技术背景资料：最早血糖监测技术是从尿液试纸演变而来Free(1958)研制一专利产品：

GO涂在干纸片上滴样H2O2

HRPO有色物质，肉眼比色第一台血糖仪发明者汤姆.克莱曼斯（TomClemens）1971.9.14全世界第一台袖珍式血糖仪诞生1974年德国宝灵曼公司推出了世界上第一台针对专业医护人员的便携式血糖仪Reflomat微量血糖仪检测技术第一代：(2种)反应后需排除血样，以免干扰比色或因红细胞渗透到基底而使反应物丢失改良后，纸片涂上乙基纤维素或在酶上加一层防水层水洗擦拭微量血糖仪检测技术第二代：（2种）血样存在时检测（包括光电比色法和电极法）改进方面：血样量采血方法操作测定时间新的酶、介质、染色基团（一步法）抗干扰（血内原性）钯、金等稀有金属电极第三电极隔血屏障低电压等数据储存外观微量血糖仪检测技术血糖仪操作的主要步骤采血、按要求血量滴在反应区域内在样本中识别葡萄糖与葡萄糖反应，其产物被仪器测定到识别程序、环境或可能存在的其他错误条件微量血糖仪检测技术足够血量、严格掌握血样反应时间、除血样第二代－－直接机上滴血检测（无需操作者掌握时间）机外滴血、规定时间上机检测微量血糖仪检测技术当今血糖仪设计考虑抗干扰环境:温度湿度光电磁场等血样:血球容积血样量含氧量等低耗值外观反应配料能快速溶解或激活无创微量血糖仪检测技术

Biosensor技术，其基本成分是生化标志物（酶、抗体、类似物特异反应）联结传导物产生一种可检测的信号电流或电压颜色或光强度热信号内容血糖仪发展历史血糖仪的工作原理血糖仪准确性与精确性评估血糖仪偏差的主要来源如何正确看待血糖仪的偏差微量血糖仪检测技术葡萄糖检测方法：经典方法：Fehling’sreagent、磷钼酸比色法等

原理葡萄糖含自由醛基，属还原糖，在碱性溶液中，能将金属离子（Cu2+、

Hg2+、Ag2+等）还原G+Cu(OH)2=葡萄糖酸+Cu2O

酶法：高效专一常温微量血糖仪检测技术常用酶：Glucoseoxidase(GO)葡萄糖氧化酶Glucosedehydrogenase(GDH)葡萄糖脱氢酶

Hexokinase(HK)己糖激酶(常用于大生化仪)Glucose-6-phosphatedehydrogenase6-磷酸葡萄糖脱氢酶

几种酶的特性：葡萄糖氧化酶测量结果易产生偏差影响血氧浓度的因素：哮喘，吸烟，肺气肿，慢性阻塞性肺病和各种心血管疾病海拔高度剧烈运动开封后易与空气中氧气发生反应一般开封后仅可以使用3个月对葡萄糖有特异性

葡萄糖脱氢酶不受血液中氧分子的干扰即不受测量着血氧浓度的影响不受空气中的氧气的干扰即试纸有效期不受开封的影响一般可以使用至标明的有效期特异性差，可能与麦芽糖等其他糖类发生反应

微量血糖仪检测技术

微量血糖仪检测技术实验室葡萄糖检测：

#BeckmanGlucoseAnalyzer

GO电化学方法检测

反应物（氧）的耗竭

#YSIGlucoseAnalyzerGO电化学方法检测

过氧化氢（H2O2）GO葡萄糖+O2葡萄糖酸++还原染料过氧化物酶+H2OH2O2+700mVO2+

2H+

+2e-葡萄糖反应方式（一）

微量血糖仪检测技术H2O2ONETOUCHUltraTestStrip

Creatingareactionwhereglucosecanbemeasured葡萄糖+NAD+葡萄糖脱氢酶葡萄糖酸内酯NAD++硫辛酰胺脱氢酶NADH+MTT(一种染色剂）葡萄糖脱氢酶吡咯喹啉醌（GDH－PQQ）、糖类治疗物质包括口服木糖，注射类的包含麦芽糖、半乳糖药物，含有环糊精（艾考糊精）的腹膜透析溶液产品

微量血糖仪检测技术葡萄糖反应方式（二）反应原理ACCU-CHEK®

Active

罗康全TM活力型血糖试纸

样本中的ß-D-葡萄糖在葡萄糖染色氧化还原酶的一系列氧化还原作用下，形成一种中介物

此中介物与指示剂反应形成有色物质光化学反应方法镜头光学部分横截面示意图LEDs1a,bLED2隔板区域发光二极管+光度监测器试纸正面示意图监测器LED1aLED1bLED2试纸及由发光二极管产生的光点隔板区域，包括发光二极管和光度监测器未提供足够血样，25秒内续加样本毛细作用吸收LED2spot:

样本量监测LED1a/bspot:测量葡萄糖浓度血流方向样本量监测测量开始

停止安全设计O.K.

样本量不足监测样本量不足监测及续加血样功能或者ACCU-CHEK®

Advantage

罗康全®优越型血糖试纸

试纸结构聚酯薄膜（PET）聚酯薄膜顶膜血样滴加区聚酯薄膜底膜钯电极独特弧形设计试剂反应区域（葡萄糖脱氢酶）罗氏康全系列血糖仪是唯一可用于手指尖末梢/静脉全血、血清和血浆血糖检测的血糖仪，差异小。RelativeGlucoseConsumptionUnreactedglucose=Reactedglucose=CoulometryVirtuallyallglucosereactsTinypoolofglucoseisneeded-totalpoolisconvertedtocomputeglucose.AmperometrySmall(variable)percentageofglucosereactsLargereservoirofglucoseisneeded-rateofdepletionismeasuredtocomputeglucose.瑞特血糖监测系统

(血糖仪型号GM210，检测片型号GS210)产品的适应症和功能：黄金测试片的优点在于：(i)有绝佳的电化学反应及传导性，(ii)测试结果更稳定，(iii)不易受到湿度影响，(iv)避干扰电位(业界最低工作电会200mV)。产品的主要功能：产品可以协助使用者在家里或临床上有效地监控血糖值。＋不受光线强弱干扰、不需清洁保养＋不易受血中含氧量的影响ー

通电后易受血中酸化还原物质的干扰ー

对葡萄糖的特异性较差＋不受光线强弱干扰、不需清洁保养＋对葡萄糖的特异性高ー

通电后易受血中酸化还原物质的干扰ー

易受血中含氧量的影响生物电GDH酶GOD酶光化学＋对葡萄糖的特异性高ー

易受血中含氧量的影响ー

易受光线强弱干扰ー

需要定期做清洁保养＋不易受血中含氧量的影响ー对葡萄糖的特异性较差ー

易受光线强弱干扰ー

需要定期做清洁保养不同测试原理的长处和短处

自我血糖监测注意事项采血及操作方法和程序要严格按照操作常规进行采血部位皮肤干燥，血量充分，切忌局部挤压仪器要定期进行保养、清洁和校正

微量血糖仪检测技术

微量血糖仪检测技术

含血检测葡萄糖的方法：双色测定测反应物颜色测血液颜色血量需充分血球比例有影响

（比色计镜头贵难校正费电）单色测定隔血仪器测不出血液颜色对红细胞容积和氧影响敏感电极法测电流

微量血糖仪检测技术

校正与误差：仪器本身校正

散射光纸片密码测定数据第三电极（不含GO，非特异电流）校正液

模拟血液标准液（与生化标准液不同）标准与质控POCT-QA,QC内容血糖仪发展历史血糖仪的工作原理血糖仪准确性与精确性评估血糖仪偏差的主要来源如何正确看待血糖仪的偏差InternationalOrganizationforStandardization(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?受试对象血糖值分布接受试验者血糖浓度分布人数(依据ISO15197：2003规范)：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若共计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.

统计方法之一，准确度之分析：

当血糖浓度<4.2mmol/L，其偏差数值(mmol/L)=血糖机读值－参考仪器数值

当血糖浓度≧4.2mmol/L，其偏差值百分比(%)=(血糖机读值－参考仪器数值)/(参考仪器数值)2.

统计方法之二，线性回归系数分析：

血糖机读值为Y轴，参考仪器数值为Ｘ轴，Ｘ轴与Ｙ轴应采相同比例尺与区间。斜率与截距应按照合适的统计分析来计算。呈现方式包括y=ax+b(a为斜率，b为截距)，r值(回归系数)，N值(总受测数量)。临床性能的评价方法1,BestU.S.hospitalsrankedbyU.S.NewsandWorldReport,20032,Dataonfile优越血糖仪与大生化结果的一致性临床性能的评价方法ErrorGridAnalysis(EGA)分析图：美国FDA与欧洲CE的规范要求临床实测后的EGA分析需有95%以上的测试准确度落于A区内（A区为+/-20%的误差范围以内），且A区加上B区百分比要等于100%，才能通过临床测试。ClarkParkes准确性与精确性

Accuracy&Precision内容血糖仪发展历史血糖仪的工作原理血糖仪准确性与精确性评估血糖仪偏差的主要来源如何正确看待血糖仪的偏差偏差的来源如果血糖仪本身是工作正常的，那么是什么原因造成结果的差异？偏差的来源是什么呢？同一个人使用不同的血糖仪，可能得到不同的测试结果同一个人使用同一台血糖仪，可能得到不同的测试结果这些不同的测试结果被称为结果的差异血糖测试中产生偏差的原因1.测试样本的检体2.测试样本的来源3.仪器的血糖校准方式4.血细胞压积率*5.样本的糖酵解6.样本收集的时间7.添加剂8.干扰物质*9.pH10.使用者的技术一、检体样本的检体

TestSample

*全血血样

(快速检测的血糖仪)两种血样检体:*血浆、血清

(实验室生化仪)抗凝凝结serumplasma0.5~1小时立即分离全血血样本全血血样用于自我监测的血糖仪中直接来自人体组成部分细胞(红细胞，白细胞等)液体部分(水占90%)营养物质二、样本的来源

TestSample三种血样来源动脉毛细血管静脉动脉动脉是将血液从心脏运往身体的各个部分动脉血具有最高的血糖浓度动脉血只能在医院中抽取AST采血毛细血管毛细血管在最小的动脉和最小的静脉之间运送血液毛细血管血液可以从身体的手指，前臂或是新生儿的脚跟处获得静脉静脉是将身体各个部分的血液回流到心脏静脉血样具有最低的血糖浓度静脉血液通常是在手臂上抽取不同样本之间的血糖水平差异动脉空腹比毛细血管样血高5mg/dL比静脉血样血高10mg/dL餐后比静脉血样血高20-70mg/dL毛细血管空腹比静脉血样血高2-5mg/dL(0.1-0.28mol/L)餐后比静脉血样血高20-70mg/dL(1.1-3.9mol/L)随机血糖监测,比静脉血高8%静脉空腹比毛细血管血样血低2-5mg/dL

餐后比毛细血管血样血低20-70mg/dL因此，当做血糖仪和生化仪之间对比时，一定要注意是空腹状态下。末梢毛细血管全血葡萄糖（CBG）只做监测这种差异是和人的生理情况相关的毛细血管全血糖与静脉血浆糖的关系三、仪器的校准方式

MeterCalibration血浆校准的血糖仪测试结果，即是血浆血糖测试值，可与实验室的测试结果直接比较。全血校准的血糖仪测试结果，即是全血血糖测试值，将会比实验室的测试结果低约12%。目前血糖仪根据设计和功能不同，有两种血糖校准方式四、血球压积率*

Hematocrit全血与血浆/血清的结果区别血浆/血清血糖=全血血糖值

[1.0-(0.0024xhct)]

当血细胞压积率（hct）为45%时,

血浆/血清血糖=1.12*全血血糖值全血与血浆/血清的结果区别全血血糖值(mg/dL)Hct%血浆血糖值(mg/dL)差值%10025106.46.410035109.29.210045112.112.110055115.215.210065118.518.5它是指在总血样中的红细胞(RBC)的百分比率红细胞(RBC)将会影响血浆流入试纸的速率用于自我血糖监测的血糖仪都需要全血血样来检测血细胞压积率的正常范围

成年男性 41%-53%

成年女性 36%-46%

新生儿 45%-67%

儿童 34%-40%导致高血细胞压积率的通常原因新生儿血细胞增多症脱水状态过高的血细胞压积率会导致一个较低的血糖测试结果导致低血细胞压积率的通常原因透析贫血爱滋病癌症怀孕过低的血细胞压积率会导致一个较高的血糖测试结果五、糖酵解

Glycolysis红细胞消耗葡萄糖葡萄糖的消耗将会降低血糖浓度。在室温条件下，此速率为7-10mg/dL(即0.4-0.6mmol/L)/小时在血糖仪测试结果和实验室测试结果比较时，糖酵解是需要着重考虑的因素含有抗凝剂的全血血样应该在30分钟内被测试完成六、样本收集时间

Timingofsamplecollection糖尿病人的血糖浓度在很短的时间内就会发生很大的波动

因此，在做对比实验时，样本的收集时间是特别重要的一个因素样本的收集必须是在10分钟内完成实验室分析应该在30分钟内完成七、添加剂

Additives保护剂氟化钠会抑制试纸上的酶反应，可能得到一个低的错误结果。因此，来自氟化钠试管中的血样(灰管)

不能

被用于使用葡萄糖氧化酶技术的血糖仪中。抗凝剂肝素(推荐使用)乙二胺四乙酸(推荐使用)柠檬酸盐八、干扰物质*

InterferingSubstances干扰性是指血糖测试结果受到其它化学物质的相互交叉反应的影响程度内源性物质胆红素胆固醇肌氨酸酐甘油三酯尿酸外源性物质对氨基乙酚Vc多巴胺麻黄素龙胆酸布洛酚L-多巴甲基多巴水杨酸盐四环素tolazamide

甲糖宁各种(血样的)保护剂ACCU-CHEK®

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罗康全TM活力型血糖试纸

精准——不易受干扰物质影响

内源性物质实验浓度mg/dl生理浓度mg/dl胆红素201.2肌酐301.5半乳糖60*20血红蛋白1505尿素40038尿酸207内源性干扰物质——由人体内部产生的物质从生理浓度到实验浓度观察下列物质，无干扰现象*号为临界浓度，在到达此浓度前，无干扰现象Source:«欧洲多中心临床评估报告»

ACCU-CHEK®

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罗康全TM活力型血糖试纸

精准——不易受干扰物质影响

外源性物质实验浓度mg/dl治疗浓度mg/dl维生素C30*1.2氟化钠40050布洛芬504.2甲基多巴20.5格列吡嗪0.450.08乙酰水杨酸10030多巴胺10.4-1.6四环素50.4外源性干扰物质——来源于人体外部的物质，例如治疗药物或维生素