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[医疗]拆解博仕珑GLM-77血糖仪——第四代家用电极型血糖仪原理结构分析【参赛】 [复制链接]

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离线goodanytime
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2013-02-24
       随着电子科技的进步,家用电子医疗检测仪器近年来也得到迅速发展。电极型血糖仪属于第四代血糖仪,是目前使用的主流类型。它直接测试血糖试纸反应区内的生化酶与血液中葡萄糖产生的微电流,再转化成葡萄糖浓度读数。该类型血糖仪电极接口内藏,可以避免污染,误差范围在正负0.2mmol/L,精度高,正常使用的情况下,不需要校准,寿命长。这种检测方法不受环境强光影响,无需经常清洁,采血样本一般在机外,避免交叉感染的可能,但易受血中一些代谢性酸化还原物质和残留药物的干扰。

拆解的是台湾厚美德生物科技股份有限公司博仕珑GLM-77,属于电极型血糖仪。各公司市售电极型血糖仪基本原理相同。

一、外观
血糖仪、取血笔、取血针、检测片、试纸筒装在收纳盒内:

血糖仪主要技术指标:
血糖仪各个角度的图片:
电源采用一枚CR2032锂电池,据厂家称,可测1000次,很省电:


二、电路原理

电极型血糖仪检测原理:
在检测试纸的电极表面固化有葡萄糖氧化酶(GOD),当血液滴到电极上时,血液中的葡萄糖会在葡萄糖氧化酶(GOD)的作用下发生氧化还原反应。氧化还原反应所产生的电子被导电介质转移给电极,在一定电压(一般为0.4-0.5伏特左右)的作用下,流过电极的电流(微安级)将发生变化,通过检测电流变化与葡萄糖浓度的线性关系达到检测血糖浓度的目的。葡萄糖氧化酶(GOD)对葡萄糖有高度物异性,不能氧化其它糖类,故可测定血液中葡萄糖真实值。
GOD氧化血液中ß葡萄糖产生葡萄糖内酯和H2O2,同时释放出电子,具体的反应方程式如下:
葡萄糖→  GOD  →葡萄糖内酯+ H2O2
电极型血糖仪电路结构框图
不同品牌电极型血糖仪,其电路结构都差不多,可以简单地将其理解为一个数字微电流计。电路结构框图如下,试纸酶电极(酶生物传感器)产生微电流,经I/V转换为电压信号,再通过放大滤波、A/D转换,输入单片机计算,结果由液晶板显示。



三、拆机细节
先用大头针将不干胶标签的一角挑开,下面有一个固定螺丝:




再用指甲将机壳卡扣拨开:

  
内部只有一块电路板,非常简洁:

  
电路板是双面的,这一面有:试纸插口,蜂鸣器,通讯插孔,前级I/V转换IC,晶振,设码片插口,电池座等元件:

MCP60021是Microchip Technology公司的1MHz带宽低功耗双运放,构成血糖信号变换及放大电路(将检测试纸微安级的电流信号转换为电压信号):


MCP60021构成的前级电路示意图:


晶振32768Hz


贴片三极管2A、贴片二极管等:




卸下电路板固定螺丝,将其翻面:




液晶板:


电路板另一面:


D78F0482是78处理器的8位单片机,仪器的主控MCU:

24C16KE2PROM储存芯片,用于记录检测数据:
  

试纸插口:

  
SW1SW2是弹簧片按钮:


将检测卡(检查仪器功能好坏)拆开看看:






内部只有一只精密贴片电阻62C(43.2K欧姆),校验的实质是用仪器测量这个电阻的阻值,并与内部储存的数值对比,在误差范围内判为正常,超过误差范围内判为不正常:


血糖试纸:


试纸正面:


试纸电极引出触点采用碳银导电涂层,确保接触良好:


用低倍显微镜观察,触点导电涂层中的银粒更明显:



三个电极在两层塑料夹层中,周围的圆形黄色物质是葡萄糖氧化酶涂层。检测时,小缺口处靠虹吸效应将血滴吸进去(左、右小缺口均可吸血),浸润电极周围的酶(GOD)涂层,发生电化学反应:


试纸反面:






将血糖仪装还原,插入检测卡进行自检:


自检“OK”通过,表示仪器功能正常:

  
插入试纸条,“718”是仪器内部代码设置数值(应与插入的试纸条代码相吻合,否则应调整仪器设置),目前仪器等待吸收血滴进行血糖检测:


这是以前的检测数值,早餐前4.9,属正常范围:



四、拆后语

        现代社会,糖尿病人是一个庞大地人群。根据自身状况科学合理地用药,非常重要。家庭有一只血糖测试仪,随时检测及时调整用药,避免发生低血糖、高血糖症状危及生命,健康长寿,让生活质量更好。
        通过拆解分析,可以看出电极型血糖测试仪电子元件成本并不高,电路的难度不大,关键在于生化酶试纸的稳定性能。许多市售血糖测试仪并不贵,有些商家推出买试纸送血糖仪活动,大家要擦亮眼睛,注重耗材——血糖试纸的性价比。使用中,对试纸的保存要按照说明书要求做,不要吸潮变质、被其它物质污染。

传完了,谢谢观看!

[ 此帖被goodanytime在2013-02-26 08:49重新编辑 ]
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