应用血红蛋白值矫正电化学检测试纸技术方法的设计与验证

发布时间:2020-12-24       作者:吴岸峰       来源:临床实验室        浏览:2377       收藏: 0

【摘要】基于电化学的生化检测已经拓展到血红蛋白及其他项目的联检领域。本文探讨的方法可以直接读取测试样本的血红蛋白值,改进消除红细胞压积的影响,从而矫正电化学检测,有效提高试纸的结果准确性。

【关键词】血红蛋白;血糖;尿酸;乳酸

一、电化学检测试纸现状分析

当血液中有某些特殊成分存在时,会对电化学的测量产生不良影响,导致检测信号不准确,使得患者无法察觉到血糖或乳酸等浓度的潜在危险。其中较为重要的一个影响参数是血液的血细胞比容,即红细胞压积HCT。

血液中的红细胞压积变化会造成电化学试纸测试的葡萄糖或者乳酸等的读数出现差异。通常情况下,高的红细胞压积会出现负偏差,即高HCT值,读出来的血糖或者乳酸的值会偏低;而低HCT值,出现正偏差,即计算出的分析物浓度偏高。这种现象的原因主要在于,在高HCT情况下,红细胞可能会阻碍酶和电化学媒介体的反应,降低化学溶解速率,用于使化学反应物溶剂化物的血浆量比较低并且媒介体的扩散速度比较慢。这些因素会造成电化学过程中产生的电流比较小,从而测量结果比预期的葡萄糖读数偏低。类似的,在低血细胞比容下,可影响电化学反应的血红细胞数量比预期的要少,因而测得的电流也更大。此外血样的电阻也和血细胞比容相关,这会影响电压或电流测量。

目前已经采用多种方法降低或避免血细胞比容变化对血糖、乳酸等造成的影响。例如,测试试纸被设计成具有多个样品中的红细胞去除的筛目,或者含有多种化合物或制剂,用以提高血红细胞的粘度并减弱低血细胞比容对浓度测定的影响。为了矫正血细胞比容,其他测试条也可采用包括溶血剂和测定血红蛋白蛋白浓度。

大多数测试的血红蛋白值,需要抽取静脉血;有少部分的厂家可以用光化学的办法测试血红蛋白值;但是仪器的价格比较贵或者需要定量采血。一个项目的单个采血量大约在10ul,对小孩子特别不方便操作,疼痛感也比较强。大多数矫正的值,有的测试用测试阻抗的方法测试红细胞压积,但是这个方法测试很难区分出来HCT在20%-30%的红细胞压积。

本文提出的方法,可以比较好的区分出比较低分红细胞压积,并且可以有效测试血红蛋白的值。

二、方法的设计与建立

我们的试纸条,改进电化学试纸的测试通道,即设计的其中一个通道,用电化学测试血红蛋白值。另外一个通道可以测试葡萄糖或者乳酸,胆固醇甘油三脂,尿酸,甘油三酯,ALT等。用第一个通道测试出来的血红蛋白值矫正红细胞压积对电流的影响。图1是双通道电化学试纸结构的示意图。

血液中血红蛋白和葡萄糖的电化学传感器制作方法包含以下步骤:

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图1. 双通道电化学试纸结构示意图


1. 首先,利用丝网印刷技术在基板上形成包含工作电极和参比电极的电极系统。其中参比电极用银,氯化银为佳,工作电极中,先印刷银油墨,后印刷碳油墨,最后印刷绝缘油墨。工作区间由2个反应区间组成,设计合适的反应面积,保证测试重复性以及准确度比较高。

2. 电路设计中,试纸1含有葡萄糖对应的酶以及电子传递体,以及合适的辅料等等,测试血糖或者乳酸等不同项目的电流值。

试纸2含有溶血剂等配方,可以测试血样中的血红蛋白值。采用精密度比较高的点样机或者其他点液设备,点到对应的区域里面。然后过烘道以及后面双面胶等处理。血糖和血红蛋白值的干燥成膜处理。

三、方法的实验验证

我们利用实验来证明在存在和不存在血红蛋白情况下,此形态的血糖传感器的性能。用雷杜米特的血气生化分析仪ABL800作为比对设备,初始参考血样信息为:HCT HB值为13,GLU=7mol/l,Lac=3mol/l,UA=600mol/l。同一个血样配置成不同的HCT值,再进行血糖(GLU)、乳酸(Lac)和尿酸(UA)的测定(表1)。

表1. 未进行HCT矫正计算与进行HCT矫正计算的对比数据

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四、验证结论

采用本文提供的设计双通道或多通道电化学测试试纸,可以做到一次扎针后在较短的时间同时测试出多种分析物的含量。本论文用血红蛋白值矫正血糖等值的电化学传感器,包括银油墨,碳油墨,绝缘油墨,底板上有参比电极和工作电极。底板上设置工作区域。血液测试区域外用绝缘油墨控制反应区域。工作区域内,反应试剂可以和血液中的胆固醇甘油三脂或者血糖乳酸反应。试纸可以测试血红蛋白值,从而可以消除电化学测试中经常出现的结果值受到红细胞压积的影响的现象。


参考文献

  1. 郭志谋, 刘欢, 陈剑,等. 血红蛋白修饰粉末微电极的电化学行为及其在NO检测中的应用[J]. 电化学, 2004, 10(4):404-408.

  2. 王翔. 联合血脂、血糖、肝功能及血尿酸检测在诊断老年脂肪肝患者中的价值[J]. 国际检验医学杂志, 2017, 38(15):2040-2042.

  3. 佚名. 糖尿病患者血糖、尿酸和血脂水平的检验分析[J]. 国际检验医学杂志, 2017, 38(17):2460-2462.

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