《電子技術(shù)應(yīng)用》
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采用電流測定法的家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)
摘要: 家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)采用電流測定法。在電流測定法解決方案中,傳感器利用葡萄糖氧化酶測量化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流。為了去除外部噪聲,設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該采用何種解決方案?哪些器件能適應(yīng)該類應(yīng)用的需求呢?
Abstract:
Key words :

  家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)采用電流測定法。在電流測定法解決方案中,傳感器利用葡萄糖氧化酶測量化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流。為了去除外部噪聲,設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該采用何種解決方案?哪些器件能適應(yīng)該類應(yīng)用的需求呢?本文將對此展開討論。

  葡萄糖測量的檢測方法有幾種:紅外光譜法、反射光度測定法以及電流測定法。家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)采用反射光度測定法或電流測定法。這兩種技術(shù)都利用酶(葡萄糖氧化酶或己糖激酶)在電氣化學(xué)測試帶內(nèi)催化葡萄糖的反應(yīng)。

  電流測定法通過測量流過溶液中細(xì)胞的電流來確定樣品中材料的濃度。這是一種久經(jīng)驗(yàn)證的技術(shù),使用廣泛,但其性能和可靠性級別(信噪比與可重復(fù)性)的提高可能面臨挑戰(zhàn),尤其是家用葡萄糖檢測系統(tǒng)通常采用3V電池供電。

  解決方案

  在電流測定法解決方案中,傳感器利用葡萄糖氧化酶測量化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電流。通常,使用三個(gè)電極:參考電極、控制電極和工作電極。信號電流幅度通常不超過3000nA,因此,電流-電壓轉(zhuǎn)換器要求低輸入偏置電流。為了去除外部噪聲,需要使用截止頻率為80 Hz ~ 100 Hz的低通濾波器,通過簡單的兩極或四極巴特沃思濾波器來實(shí)現(xiàn),可采用帶寬50 kHz~500 kHz的低功耗運(yùn)算放大器。

  AD8603/AD8607以及獲獎(jiǎng)的AD8613系列運(yùn)算放大器具有低失調(diào)、低噪聲、低輸入偏置電流和低功耗特性。其工作電壓2.7 V,-3dB時(shí)帶寬為400 kHz,非常適合便攜式應(yīng)用。AD8541/AD8542 CMOS軌對軌放大器提供1 MHz帶寬,每個(gè)放大器功耗為45μA——非常適合具有高電源阻抗的監(jiān)控應(yīng)用。

采用電流測定法的家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)

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