Blood glucose measurement has a vital role for management of diabetes. It is a metabolic disturbance that occurs when the pancreas does not produce enough insulin or when the body cannot effectively use insulin. This leads to high concentrations of glucose in the blood (hyperglycemia). Three hundred forty-seven million people worldwide have diabetes [5]. Because diabetic patients need to routinely track their blood glucose concentrations, the self-monitoring of blood glucose is important for the prognosis of diabetes and an effective method of measuring blood sugar in clinics, at home, and in the workplace is needed.
A portable glucose testing meter (commercialized biosensor) should be functional, compact, safe, and low cost. They are based on disposable, screen-printed enzyme electrode test strips. These plastic or paper strips have electrochemical cells that contain an enzyme and a redox mediator [6]. Initially, a test strip is inserted into the meter, and then a small drop of blood, which is obtained from the fingertip with a lancing device, is applied to the test strip. Finally, the result is displayed.
Enzymatic amperometric glucose biosensors are the most common commercially available devices and have been widely studied over the past decades. In commercial glucose tests two enzymes are mostly used: glucose oxidase (GOx) and glucose dehydrogenase. Glucose oxidase is an oxygen-dependent enzyme that has been used for a long time in the construction of glucose biosensors. Since GOx uses oxygen as an electron acceptor, there is a competition between the artificial mediator and oxygen mediation. When the oxygen level is high in blood, the glucose level in blood may appear lower than the true value. Because of this, some other enzymes such as pyrroloquinoline–quinone-dependent glucose dehydrogenase have been used for developing glucose tests. Using with this system the level of oxygen does not affect the reaction, because this enzyme does not use oxygen as an electron acceptor.
In 1973, Yellow Springs Instruments (Yellow Springs, OH, USA) developed a benchtop glucose analyzer for the first time. It is based on reactions catalyzed by oxidase enzyme and subsequent detection of H2O2 on platinum electrodes [6] and [7].
The commercialized second-generation glucose biosensors are in a single-use testing format. MediSense (Waltham, MA, USA) was the first company to put one on the market. These biosensors were pen-sized and used for testing blood glucose in home. The mediation was performed with ferrocyanide and in this biosensor glucose dehydrogenase was used as a biorecognition element. In March 1996, Abbott Laboratories (Abbott Park, IL, USA) purchased MediSense. Consequently, other second-generation amperometric biosensors have come on the market. Nowadays, apart from the ferrocyanide mediator, benzoquinone, hexaamineruthenium(III) chloride, and osmium(II) polypyridine are mostly used for the construction of commercial glucose tests [8].
Third-generation glucose biosensors are based on direct electron transfer between enzyme and the electrode. The electrode can perform direct electron transfers by using organic conducting materials. Therefore, this design facilitates repeated measurements and these biosensors are implantable, needle-type devices for continuous in vivo monitoring of blood glucose [6] and [9].
Nowadays two types of continuous glucose-monitoring systems are used for continuous subcutaneous glucose monitoring and continuous intravenous blood glucose monitoring. Most of the continuous intravenous glucose monitoring systems have disadvantages such as surface contamination of the electrode by proteins and coagulation factors and the risk of thromboembolism, and thus they do not measure blood glucose directly. Therefore, subcutaneously implantable needle-type electrodes have been developed for measuring glucose concentrations in interstitial fluid.
Noninvasive glucose analysis is used for glucose monitoring. Optical or transdermal devices are the most common noninvasive glucose-sensing methods. The glucoWatch Biographer, produced by Cygnus, Inc. (Redwood City, CA, USA), was the first transdermal glucose sensor that was approved by the U.S. Food and Drug Administration. The principle of this watch-like device was transdermal extraction of interstitial fluid by reverse iontophoresis. Owing to a long warm-up time, false alarms, inaccuracy, skin irritation, and sweating, it was not presented on the market. Also, it was withdrawn in 2008 [6].
การตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดมีบทบาทสำคัญในการจัดการโรคเบาหวาน มันเป็นความวุ่นวายเผาผลาญที่เกิดขึ้นเมื่อตับอ่อนไม่ผลิตอินซูลินพอหรือเมื่อร่างกายไม่สามารถใช้อินซูลินได้อย่างมีประสิทธิภาพ นี้นำไปสู่ความเข้มข้นสูงของน้ำตาลกลูโคสในเลือด (น้ำตาลในเลือดสูง) สามร้อย 47,000,000 คนทั่วโลกมีโรคเบาหวาน [5] เนื่องจากผู้ป่วยเบาหวานมักจะต้องติดตามความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดของพวกเขาตรวจสอบตนเองของระดับน้ำตาลในเลือดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพยากรณ์โรคของโรคเบาหวานและวิธีที่มีประสิทธิภาพในการวัดระดับน้ำตาลในเลือดในคลินิกที่บ้านและในที่ทำงานเป็นสิ่งจำเป็น. กลูโคสแบบพกพา เมตรทดสอบ (ไบโอเซนเซอร์ในเชิงพาณิชย์) ควรจะทำงานที่มีขนาดกะทัดรัดปลอดภัยและค่าใช้จ่ายต่ำ พวกเขาจะขึ้นอยู่กับทิ้งเอนไซม์หน้าจอพิมพ์อิเล็กโทรแถบทดสอบ พลาสติกหรือแผ่นกระดาษเหล่านี้มีเซลล์ไฟฟ้าที่มีเอนไซม์และคนกลางอกซ์ [6] ในขั้นต้นแถบทดสอบจะถูกแทรกเข้าไปเมตรและจากนั้นหยดเล็ก ๆ ของเลือดซึ่งจะได้รับจากปลายนิ้วมาพร้อมกับอุปกรณ์การกรีดถูกนำไปใช้แถบทดสอบ สุดท้ายผลจะปรากฏขึ้น. เอนไซม์ไบโอเซนเซอร์กลูโคสวัดดังที่พบมากที่สุดในเชิงพาณิชย์อุปกรณ์ที่มีอยู่และได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา ในการทดสอบระดับน้ำตาลในเชิงพาณิชย์สองเอนไซม์ส่วนใหญ่จะใช้: oxidase กลูโคส (GOX) และกลูโคส dehydrogenase oxidase กลูโคสเป็นเอนไซม์ออกซิเจนขึ้นอยู่กับที่มีการใช้มาเป็นเวลานานในการก่อสร้างของไบโอเซนเซอร์กลูโคส ตั้งแต่ GOX ใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนมีการแข่งขันระหว่างคนกลางไกล่เกลี่ยเทียมและออกซิเจน เมื่อระดับออกซิเจนสูงในเลือดระดับน้ำตาลในเลือดอาจปรากฏต่ำกว่ามูลค่าที่แท้จริง ด้วยเหตุนี้บางเอนไซม์อื่น ๆ เช่นน้ำตาลกลูโคส dehydrogenase pyrroloquinoline-quinone ขึ้นอยู่กับการได้รับการใช้ในการพัฒนาการทดสอบน้ำตาลกลูโคส การใช้งานกับระบบนี้ระดับของออกซิเจนไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการเกิดปฏิกิริยาเพราะเอนไซม์นี้ไม่ได้ใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอน. ในปี 1973, สีเหลืองสปริงเครื่องมือ (สีเหลืองสปริงส์, OH, USA) ได้รับการพัฒนาวิเคราะห์กลูโคส benchtop เป็นครั้งแรก มันขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์ oxidase และการตรวจสอบที่ตามมาของ H2O2 บนขั้วไฟฟ้าทองคำ [6] [7]. ในเชิงพาณิชย์รุ่นที่สองไบโอเซนเซอร์กลูโคสอยู่ในรูปแบบการทดสอบแบบใช้ครั้งเดียว MediSense (เคมบริดจ์, USA) เป็น บริษัท แรกที่จะนำหนึ่งในตลาด ไบโอเซนเซอร์เหล่านี้เป็นปากกากลางและใช้สำหรับการทดสอบระดับน้ำตาลในเลือดอยู่ในบ้าน การไกล่เกลี่ยได้ดำเนินการกับ ferrocyanide และไบโอเซนเซอร์กลูโคส dehydrogenase นี้ถูกนำมาใช้เป็นองค์ประกอบ biorecognition ในเดือนมีนาคมปี 1996 Abbott Laboratories (แอ๊บบอตพาร์ค, อิลลินอยส์, สหรัฐอเมริกา) ซื้อ MediSense ดังนั้นรุ่นที่สองอื่น ๆ ไบโอเซนเซอร์วัดดังได้มาในตลาด ปัจจุบันนอกเหนือจากคนกลาง ferrocyanide, benzoquinone, hexaamineruthenium (III) คลอไรด์และออสเมียม (II) polypyridine ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการก่อสร้างของการทดสอบระดับน้ำตาลในเชิงพาณิชย์ [8]. รุ่นที่สามไบโอเซนเซอร์กลูโคสจะขึ้นอยู่กับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยตรงระหว่างเอนไซม์และ อิเล็กโทรด อิเล็กโทรดสามารถดำเนินการถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยตรงโดยใช้วัสดุตัวนำอินทรีย์ ดังนั้นการออกแบบนี้อำนวยความสะดวกในการตรวจวัดซ้ำและไบโอเซนเซอร์เหล่านี้จะฝังอุปกรณ์เข็มชนิดสำหรับการตรวจสอบในร่างกายอย่างต่อเนื่องของระดับน้ำตาลในเลือด [6] และ [9]. ปัจจุบันทั้งสองประเภทของระบบการตรวจสอบระดับน้ำตาลอย่างต่อเนื่องจะใช้สำหรับการตรวจสอบระดับน้ำตาลใต้ผิวหนังอย่างต่อเนื่องและ อย่างต่อเนื่องการตรวจสอบระดับน้ำตาลในเลือดทางหลอดเลือดดำ ส่วนใหญ่ของระบบการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องกลูโคสทางหลอดเลือดดำมีข้อเสียเช่นการปนเปื้อนพื้นผิวของอิเล็กโทรดโดยโปรตีนและปัจจัยการแข็งตัวและความเสี่ยงของการอุดตันและทำให้พวกเขาไม่ได้วัดระดับน้ำตาลในเลือดโดยตรง ดังนั้นขั้วใต้ผิวหนังเข็มชนิดฝังได้รับการพัฒนาสำหรับการวัดความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสในสิ่งของของเหลว. การวิเคราะห์ระดับน้ำตาลที่ไม่อันตรายถูกนำมาใช้สำหรับการตรวจสอบระดับน้ำตาล อุปกรณ์แสงหรือผิวหนังที่พบมากที่สุดวิธีการตรวจวัดระดับน้ำตาลในเลือดไม่รุกล้ำ glucoWatch ชีวประวัติผลิตโดยหงส์อิงค์ (เรดวูดซิตี้, CA, USA) เป็นกลูโคสเซนเซอร์ผิวหนังแรกที่ได้รับการรับรองจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐ หลักการของอุปกรณ์นาฬิกาเช่นนี้คือการสกัดผิวหนังของสิ่งของของเหลวโดย iontophoresis กลับ เนื่องจากช่วงเวลาที่อบอุ่นขึ้นนานเตือนที่ผิดพลาด, ความไม่ถูกต้อง, การระคายเคืองผิวและเหงื่อออกมันก็ไม่ได้นำเสนอในตลาด นอกจากนี้ก็จะถูกถอนออกในปี 2008 [6]
การแปล กรุณารอสักครู่..
การวัดระดับน้ำตาลในเลือดได้ มีบทบาทสําคัญในการจัดการโรคเบาหวาน มันคือการรบกวนการเผาผลาญที่เกิดขึ้นเมื่อตับอ่อนไม่ผลิตอินซูลินเพียงพอหรือเมื่อร่างกายไม่สามารถใช้อินซูลินได้อย่างมีประสิทธิภาพ . นี้นำไปสู่ความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดสูง ( hyperglycemia ) สามร้อยสี่สิบเจ็ดล้านคน ป่วยด้วยโรคเบาหวาน [ 5 ]เนื่องจากผู้ป่วยเบาหวานจะต้องติดตามตรวจความเข้มข้นของกลูโคสในเลือด , ระดับน้ำตาลในเลือดของตนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับอาการของโรคเบาหวานและวิธีที่มีประสิทธิภาพของการวัดระดับน้ำตาลในเลือดในคลินิก , ที่บ้านและในที่ทำงานเป็นสิ่งจำเป็น
แบบทดสอบเครื่องวัดกลูโคสไบโอเซนเซอร์ 4 ) ควรเป็นหน้าที่ กระชับ ปลอดภัย และค่าใช้จ่ายต่ำพวกเขาอยู่ในผ้าอ้อม , หน้าจอพิมพ์แผ่นทดสอบ ขั้วไฟฟ้า เอนไซม์ เหล่านี้ กระดาษ หรือพลาสติก รางมีเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่ประกอบด้วยเอนไซม์และรีดอกซ์คนกลาง [ 6 ] เริ่มต้น , แถบทดสอบจะถูกใส่เข้าไปในวัด แล้วหยดเลือดเล็ก ๆ ที่ได้รับจากปลายนิ้วกับแลนซิงก์อุปกรณ์ , การใช้แถบทดสอบ ในที่สุด ผลจะปรากฏขึ้น
เอนไซม์กลูโคสไบโอเซนเซอร์เป็นสำคัญ ส่วนใหญ่อุปกรณ์ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ และมีการศึกษากันอย่างกว้างขวางกว่าทศวรรษที่ผ่านมา พาณิชย์ในการทดสอบน้ำตาลกลูโคสเอนไซม์ทั้งสองส่วนใหญ่จะใช้กลูโคสออกซิเดส ( gox ) และเอนไซม์กลูโคส เป็นเอนไซม์กลูโคสออกซิเดสขึ้นอยู่กับออกซิเจนที่ถูกใช้เป็นเวลานานในการสร้างกลูโคสไบโอเซนเซอร์ .ตั้งแต่ใช้ออกซิเจน gox เป็นอิเล็กตรอนพระนาสิก มีการแข่งขันระหว่างคนกลางเทียมการไกล่เกลี่ยและออกซิเจน เมื่อระดับออกซิเจนสูงในเลือด ระดับกลูโคสในเลือดอาจปรากฏต่ำกว่ามูลค่าที่แท้จริง ด้วยเหตุนี้ บางอื่น ๆเช่น pyrroloquinoline –เอนไซม์กลูโคสเอนไซม์ขึ้นอยู่กับควิโนนได้ถูกใช้ในการพัฒนาการทดสอบกลูโคสใช้กับระบบนี้ระดับของออกซิเจนไม่มีผลต่อปฏิกิริยา เพราะเอนไซม์นี้ไม่ใช้ออกซิเจนเป็นอิเล็กตรอนพระนาสิก
ใน 1973 , สปริงสีเหลือง ( เหลืองสปริงเครื่องมือ , โอ้ , USA ) การพัฒนาเครื่องวิเคราะห์กลูโคส แบบตั้งโต๊ะ เป็นครั้งแรก มันขึ้นอยู่กับการเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ออกซิเดสและการตรวจสอบของแบตเตอรี่บนขั้วไฟฟ้าทองคำขาว [ 6 ] [ 7 ]
ตามมากลูโคสไบโอเซนเซอร์รุ่นเชิงพาณิชย์อยู่ในที่เดียวใช้ทดสอบรูปแบบ medisense ( วอลแทม , MA , USA ) เป็นบริษัทแรกที่จะวางในตลาด ตามเหล่านี้ปากกาขนาด และใช้ในการทดสอบระดับน้ำตาลในเลือด ในบ้าน การไกล่เกลี่ยข้อพิพาทได้ด้วยเฟอร์โรไซยาเนท และกลูโคสเอนไซม์ไบโอเซนเซอร์นี้ถูกใช้เป็น biorecognition องค์ประกอบ ในเดือนมีนาคมปี 1996Abbott Laboratories ( Abbott Park , IL , USA ) ซื้อ medisense . จึงสำคัญอื่น ๆหรือตามเข้ามาในตลาด ทุกวันนี้ นอกจากเฟอร์โรไซยาเนทคนกลาง เบนโซควินโนน hexaamineruthenium , ( iii ) คลอไรด์และออสเมียม ( 2 ) polypyridine ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการก่อสร้างเชิงพาณิชย์การทดสอบกลูโคส [ 8 ] .
กลูโคสไบโอเซนเซอร์รุ่นที่สามจะขึ้นอยู่กับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยตรงระหว่างเอนไซม์และขั้วไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าสามารถดำเนินการถ่ายโอนอิเล็กตรอนโดยตรง โดยการใช้วัสดุอินทรีย์การ . ดังนั้น การออกแบบนี้ในการวัดซ้ำ และไบโอเซนเซอร์เหล่านี้ถูกปลูกฝัง เข็มพิมพ์ อุปกรณ์อย่างต่อเนื่องในการตรวจสอบชนิดของระดับกลูโคสในเลือด [ 6 ] และ [ 9 ] .
ทุกวันนี้สองประเภทของกลูโคสระบบการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องใช้สำหรับตรวจสอบน้ำตาลกลูโคสใต้ผิวหนังต่อเนื่องและต่อเนื่องการตรวจสอบเลือดกลูโคส . ที่สุดของกลูโคสทางหลอดเลือดดำอย่างต่อเนื่องการตรวจสอบระบบจะมีข้อเสียเช่นการปนเปื้อนบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้าโดยวิลเลียมและปัจจัยการแข็งตัวของเลือดและภาวะเสี่ยง ,และดังนั้นพวกเขาไม่ได้วัดระดับกลูโคสในเลือดโดยตรง ดังนั้น subcutaneously ปลูกฝังเข็มชนิดขั้วไฟฟ้าได้ถูกพัฒนาขึ้น เพื่อวัดความเข้มข้นของกลูโคสใน interstitial fluid .
ไม่ใช้กลูโคสกลูโคสการวิเคราะห์ตรวจสอบ อุปกรณ์แสงหรือ transdermal เป็นส่วนใหญ่ noninvasive กลูโคสวิธีการตรวจจับ . การ glucowatch ชีวประวัติ , ผลิตโดยบริการ , Inc( เรดวูด ซิตี้ แคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ) เป็นครั้งแรกที่ได้รับการอนุมัติ transdermal กลูโคสเซนเซอร์โดยองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกา หลักการนี้ดู เช่น อุปกรณ์แยกของเหลวจาก transdermal interstitial กลับโตโฟรีซีส . เนื่องจากเวลาอุ่นเครื่องนานการเตือนที่ผิดพลาด ไม่ระคายเคืองผิวและเหงื่อ ไม่นำเสนอในตลาด นอกจากนี้มันถูกยกเลิกในปี 2008 [ 6 ]
การแปล กรุณารอสักครู่..