采用電流測定法的家用葡萄糖監(jiān)測系統(tǒng)研究

　　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反應產(chǎn)生的電流。為了去除外部噪聲，設計工程師應該采用何種解決方案？哪些器件能適應該類應用的需求呢？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。這兩種技術都利用酶(葡萄糖氧化酶或己糖激酶)在電氣化學測試帶內(nèi)催化葡萄糖的反應。

　　電流測定法通過測量流過溶液中細胞的電流來確定樣品中材料的濃度。這是一種久經(jīng)驗證的技術，使用廣泛，但其性能和可靠性級別(信噪比與可重復性)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反應產(chǎn)生的電流。通常，使用三個電極：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現(xiàn)，可采用帶寬50 kHz～500 kHz的低功耗運算放大器。

　　AD8603/AD8607以及獲獎的AD8613系列運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時帶寬為400 kHz，非常適合便攜式應用。AD8541/AD8542 CMOS軌對軌放大器提供1 MHz帶寬，每個放大器功耗為45μA——非常適合具有高電源阻抗的監(jiān)控應用。