Принцип обнаружения глюкозы

У глюкозных счетчиков две основные части: ферментативная реакция и детектор. Ферментативная часть глюкозного метра обычно упаковывается в дегидратированном состоянии в одноразовой полосе или реакционной кювете. Глюкоза в образце крови пациента регидратирует и реагирует с ферментами для получения продукта, который может быть обнаружен. В некоторых метрах образуется перекись водорода или промежуточная среда, которая может реагировать с красителем, что приводит к изменению цвета, пропорциональному концентрации глюкозы в растворе. Другие метры включают ферменты в биосенсор, который генерирует электрон, который детектируется счетчиком. Существуют три основные ферментативные реакции, используемые современными глюкозными счетчиками: глюкозооксидаза, глюкозадегидрогеназа и гексокиназа. Каждый фермент обладает характерными преимуществами и ограничениями.

Все метры восприимчивы к теплу и холоду, потому что ферменты являются белками, которые могут денатурироваться и дезактивироваться при экстремальных температурах. Хотя они упакованы в сухом состоянии, воздействие ферментов на влажность может преждевременно регидратировать белки и ограничивать их реактивность при использовании для тестирования пациента. Поэтому одноразовые реагенты для глюкометров должны быть защищены от экстремальных температур и влажности. Такие условия могут возникать при транспортировке реагентов снаружи в жаркое лето или холод зимы. Испытательные полоски не должны храниться в закрытых транспортных средствах в течение длительного времени и должны быть защищены от дождя, снега и других элементов окружающей среды. Детекторная часть измерителя состоит из электроники, поэтому она также должна быть защищена от экстремальных температур, влажности, влаги и элементов. У многих метров теперь есть внутренние температурные проверки, которые препятствуют использованию измерителя вне допустимого допуска, блокируя результаты пациента или отображая код ошибки, если окружающие условия температуры и влажности находятся за пределами диапазона производителей. При очистке также не следует погружать глюкометры в воду, и она должна быть защищена от влаги, как и на любом электронном устройстве.

Техническая точность

Техническая точность определяется как измерительная близость соглашения между измеренной величиной количества и истинным количеством глюкозы. ¹² Для глюкозы точность может быть определена путем сравнения со стандартным аналитическим методом, масс-спектрометрией разведения изотопов. ^{13 , 14}Массовая спектрометрия разведения изотопов проводится на депротеинизированном образце, но этот образец не может быть проанализирован с помощью глюкозных счетчиков и не распространен в клинической лаборатории. Замороженные стандарты сыворотки с концентрацией глюкозы, определенные с помощью масс-спектрометрии с разложением изотопов, доступны через Национальный институт стандартов и технологий и могут быть использованы для определения точности метода для лабораторных приборов, которые могут анализировать образцы сыворотки. Однако для измерителей уровня глюкозы техническая точность редко определяется в соответствии со стандартным методом масс-спектрометрии для разведения изотопов. Вместо этого точность глюкозных счетчиков оценивается по сравнению с методом, используемым в клинической лаборатории. Определение точности лабораторного метода устанавливает сравнительную точность измерителя, но не контрольную точность к признанному стандарту.

Глюкозаторы анализируют целую кровь. Установление точности глюкозных счетчиков затруднено, поскольку глюкоза нестабильна в цельной крови, и образцы, возможно, необходимо транспортировать в лабораторию для сравнения с лабораторными методами. Задержки в транспортировке могут привести к смещениям между глюкозами и лабораторными методами из-за гликолиза. Эритроциты метаболизируют глюкозу, поэтому гликолиз уменьшает концентрацию глюкозы в образце со скоростью 5-7% в час, если сыворотка / плазма остается в контакте с эритроцитами. ^{15 , 16}Показатели гликолиза еще выше при лейкоцитозе или бактериемии. Ингибиторы гликолиза (фторид или иодацетат) могут ингибировать гликолиз, но поскольку они являются заряженными молекулами, они принимают 1-2 ч для перекрестного клеточного обмена и становятся полностью эффективными. Гликолиз будет продолжаться в течение этого времени. Таким образом, использование образцов цельной крови для сравнения точности требует рассмотрения эффектов гликолиза и отделения сыворотки / плазмы от клеток для лабораторного анализа в течение разумного периода времени, как правило, в течение 30 минут после анализа цельной крови на глюкометрическом счетчике.

Для определения точности уровни глюкозы из одного и того же образца идеально сравнивались бы с помощью анализа на глюкометре и контрольным или сравнительным методом. К сожалению, это технически сложно из-за небольшого объема капиллярной крови, которую можно получить из палочки. Исторически сравнение точности проводилось путем сравнения капиллярного образца, проанализированного на глюкометре, с образцом венозной плазмы, собранным в одно и то же время, и анализировался лабораторным методом. Анализатор желтых пружин (YSI) - это лабораторный анализатор, который может принимать образцы цельной крови или плазмы / сыворотки. Этот анализатор был использован в клинических лабораториях и часто используется в промышленности для определения калибровочных коэффициентов реагентов глюкозы в процессе производства. Анализатор YSI, однако,

Существуют физические различия между концентрацией глюкозы в сыворотке / плазме и цельной крови, а также венозной по сравнению с капиллярной кровью. Глюкоза уравновешивается в водной части образца крови. Концентрация воды в сыворотке / плазме отличается от концентрации воды в клеточной части крови. Эритроциты содержат липидные мембраны и высокие уровни белка гемоглобина, которые исключают воду. Таким образом, содержание воды в образце будет варьироваться в зависимости от гематокрита (процент эритроцитов). Таким образом, сыворотка / плазма имеет более высокое содержание воды и, следовательно, более высокую концентрацию глюкозы примерно на 11-12% по сравнению с цельной кровью при нормальном гематокрите 45%. ¹⁷Аналитические методы, которые зависят от разбавления образца, берут количественный объем образца пациента и смешивают его с фиксированным объемом реагентов. Фиксированный объем цельной крови имеет меньше воды, чем тот же объем сыворотки / плазмы, и это является основной причиной цельной крови к различиям в сыворотке / плазме, возникающим при использовании анализатора, такого как YSI, который может анализировать оба типа образцов или при сравнении лизат цельной крови до результатов глюкозы в сыворотке / плазме. Содержание воды в сыворотке / плазме зависит от концентрации других компонентов: липидов, белков и, как уже упоминалось, клеточных элементов, таких как эритроциты. Гипертриглицеридемия и парапротеинемии, которые повышают концентрацию этих компонентов в образце, могут, таким образом, вызывать псевдогипогликемию путем исключения воды, увеличивая разницу между цельной и сывороткой / плазмой.

Показатели глюкозы различаются по методу анализа. Некоторые метры берут фиксированный объем цельной крови пациента, лизируют клетки и анализируют количество глюкозы в этом объеме лизата. Другие измерители используют серию абсорбирующих прокладок для отделения клеточной части образца от части сыворотки / плазмы. Это позволяет только сыворотке / плазме реагировать с ферментативными реагентами. Чтобы согласовать результаты глюкозы, консенсус рекомендует сообщать результаты на основе сыворотки / плазмы от глюкозных счетчиков, так что значение будет наиболее близко соответствовать показаниям лабораторного метода с использованием образца сыворотки / плазмы. ¹⁸Поэтому результаты лизата глюкозы в крови должны быть скорректированы на сыворотку / плазму путем применения фиксированного математического смещения для получения «результата с коррекцией плазмы» (при условии нормального гематокрита) или коррекции результата лизата всей крови с использованием фактического гематокрита пациента. Есть метры на рынке, которые используют оба типа коррекции. Однако это чаще встречается у производителей, чьи счетчики отделяют клеточную часть образца, чтобы установить калибровку счетчика против лабораторного метода, чтобы сообщать о «откалиброванном плазмой» результате. Различия между этими различными функциями калибровки и коррекции являются одним из источников изменчивости среди многих моделей счетчиков глюкозы при анализе одного и того же образца.

В зависимости от клинической ситуации различные типы образцов могут нуждаться в анализе с помощью глюкометра, включая капиллярные, артериальные и венозные образцы, особенно у госпитализированных пациентов. Альтернативные сайты сбора, в том числе предплечье, нога и живот, в последнее время стали популярными, поскольку пациенты утверждают, что эти сайты менее болезненны, чем коллекция пальцев пальцев, учитывая обилие нервных окончаний в кончиках пальцев. Артериальная кровь имеет более высокие уровни глюкозы по сравнению с венозной кровью, потому что артериальная кровь доставляется в ткани, где глюкоза поглощается как источник энергии. В состоянии голодания уровень глюкозы в артерии составляет всего 5 мг / дл (0,27 ммоль / л) выше капилляра и 10 мг / дл (0,55 ммоль / л) больше венозных концентраций. ¹⁹Разница может быть усилена перфузионными трудностями, оксигенацией и различиями в рН между артериальными и венозными образцами крови. Уровни глюкозы также различаются между голодом и постпрандиальными состояниями. Во время голодания глюкоза капилляра может быть незначительно (2-5 мг / дл) выше, чем венозная глюкоза. Однако в постпрандиальном состоянии капиллярная кровь может быть на 20-25% или больше, чем венозные. ²⁰Эти различия становятся серьезной проблемой, если точность глюкометра оценивается с использованием парных капиллярных и венозных образцов у нестегивающего человека. Перфузия - это еще одно соображение с капиллярными образцами, поскольку кровь может объединяться в конечности пациентов с плохой перфузией, например, в шоке или у пациентов с болезнью в определенной конечности. Плохая перфузия может приводить к капиллярным и венозным различиям в результатах глюкозы и должна учитываться при использовании парных капиллярных и венозных образцов для определения точности счетчика

Критерии оценки измерителя

Существует некоторая дискуссия о том, что представляет собой хорошую техническую точность при сравнении глюкозных счетчиков с лабораторным методом. Стандартные организации и профессиональные общества отличаются критериями приемлемости точности ( Таблица 1 ). ADA рекомендовала, чтобы глюкозные счетчики соглашались в пределах ± 15% от лабораторного метода во всех концентрациях, при этом будущая производительность достигала ± 5% при любой концентрации глюкозы. ^{21 , 22}Поскольку производительность измерительного прибора может изменяться в диапазоне концентраций глюкозы, некоторые критерии эффективности различаются между диапазоном гипогликемии и гипергликемическим диапазоном. Например, Международная организация по стандартизации и Управление по контролю за продуктами и лекарствами США установили критерии точности для ± 20 мг / дл (1,11 ммоль / л) для уровней <100 мг / дл (5,6 ммоль / л) или ± 20% для глюкозы уровни> 100 мг / дл (5,6 ммоль / л) по меньшей мере на 95% результатов. ^{13 , 23} Таким образом, нет единого стандарта для оценки точности глюкометра, поэтому определение точности будет варьироваться в зависимости от страны и рекомендации, используемой для оценки. ^{24 - 27}

Таблица 1.