Saturday, September 12, 2009

非侵入式血糖計

現今血糖計量測的原理,主要是以電化學氧化-還原反應來測量血夜中的血糖濃度,並配合血糖感測試紙的使用,偵測出血糖濃度。電化學氧化-還原反應分為氧化反應與還原反應二種,氧化反應主要是因為失去電子所造成,使葡萄糖(glucose)氧化成葡萄糖酸(gluconolactone),而還原反應則是得到電子所造成,使氧氣還原成水,血糖計就是利用此種氧化-還原的理論,來定量血液中葡萄糖濃度。

血糖監測技術發展趨勢
作者:柯惠珠 工研院IEK生醫與生活組 出版日期:2004/07/09
一、日本的日立公司( Hitachi)近期發表一款依據代謝熱整合法,而發展出的非侵入式血糖計。該公司此次開發的新型測血糖設備不使用血液,新型測血糖設備不使用血液,而是將體內代謝反應生成的熱能、血紅蛋白的氧飽和度以及血流量等用做測量參數。在用感測器測量指尖溫度和光特性後利用生理參數的相關關係算出血糖值。
二、美國賓州匹茲堡大學的Sanford Asher 教授提出光子晶體技術來偵測淚液膜上葡萄糖的濃度。在隱形眼鏡上嵌入含有帶電聚苯乙烯結晶膠體陣列的聚丙烯醯胺膠體(即光子晶體),以及化學感測器。當對配戴者閃光後,隱形眼鏡上的化學感測器能偵測出淚液膜中葡萄糖的濃度,光子晶體能偵測葡萄糖光波長的變化而改變顏色。病人透過照鏡子來比較眼鏡和圖表上感光材料的顏色,來確定葡萄糖濃度,綠色是正常的,紅色是葡萄糖濃度低,紫色是葡萄糖濃度高,並且還分許多層次。目前已有一家公司,葡萄糖感測技術公司(Glucose Sensing Technologies)正準備將此技術商品化。
三、美國加州大學河濱分校的Jerome Schultz 博士利用螢光感測技術(Fluorescence Detection Technology)研發葡萄糖監測系統。將分析用中空纖維(Hollow Dialysis Fiber)的內腔放入塗有螢光標定的葡萄聚糖( Dextran)之光學纖維(Optical Fiber),中空纖維內層塗上白鳳豆素( Concanavalin A, Con A),Con A 與葡萄聚糖會相互結合而不發光。當葡萄糖進入纖維中,會與葡萄聚糖競爭Con A 的結合,藉由偵測未與Con A 結合的葡萄聚糖所發出的螢光,來推算出葡萄糖的濃度。在動物試驗中,偵測用的纖維已微小到只有10mm 直徑長,仍具有監測作用。Schultz 博士另外提出一個方法,將有孔隙的圓珠塗上螢光標定的Con A,並至於中空纖維的內腔,當環境的葡萄糖濃度增加時,圓珠上的Con A 掉落至內腔中,藉由偵測螢光的強度,反推出葡萄糖濃度。而此纖維可植入皮下5mm左右的深度,監測間質液(Interstitial Fluid)內葡萄糖濃度。

參考資料
1. 專利 http://memsclub.itri.org.tw/effort/result/detail8.htm
非入侵式血糖計裝置,利用兩組Fabry-Perot干涉計(interferometer),製成光譜分析濾波器,配合適當的光二極體(Photo diode),做成整體近紅外光光譜資訊感測元件,可以取得完整血糖吸收資訊。
為穩定的取得血液中血糖的吸收資訊,本發明在光源穩定、濾波器光譜基準校正、及避開心博雜訊等方面提出改進,並利用矽單晶的無機械滯留優點,製成Fabry-Perot干涉計,使光譜誤差減至最小。
2."非侵入式糖尿病症診斷之丙酮氣體感測器"
論文作者:游明莉 糖尿病患呼出之特殊氣體成分是重要現象之一,其尿液、呼出氣體與血液中所含的丙酮濃度高於一般正常值,而通常檢驗酮酸症的方法乃是以液相層析儀分析患者的血酮值,或是以試紙判斷尿酮值,然而這些方法不但具有侵入性且尿酮的檢測準確度不高。因此,本研究的目的在於發展一套非侵入式且可避免糖尿病患者發生酮酸症昏迷(DKA)的電流式丙酮氣體感測器,根據病患呼氣中丙酮濃度的不同,而可得到相對應之電流變化,藉此判斷患者血酮值的高低,提供糖尿病患者作即時的病情監控。
3. MEMS技術發展http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=1602

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