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(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。