안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
당뇨 환자가 사용하는 혈당측정기는 혈액 속의 포도당을 전기화학적 방법으로 정량 분석하는 정밀한 시스템입니다. 이 기제는 혈당측정기 시험지(스트립) 내부에서 일어나는 효소 반응과 전극에서의 산화-환원 반응을 기반으로 작동합니다.
먼저 시험지에 혈액을 떨어뜨리면, 혈액 속의 포도당이 시험지에 고정되어 있는 포도당 산화효소와 만나게 됩니다. 이 효소는 포도당만을 선택적으로 인식하여 글루코노락톤이라는 물질로 산화시키는 촉매 역할을 합니다. 이 산화 과정에서 포도당이 가지고 있던 전자가 포도당 산화효소의 중심에 있는 활성 부위로 이동하게 됩니다.
그다음 단계로 이 전자를 측정기의 전극까지 전달해 줄 전자 전달 매개체가 작용합니다. 효소에 일시적으로 머물던 전자는 시험지에 함께 도포되어 있는 페리시안화칼륨 같은 산화 상태의 매개체로 이동합니다. 전자를 받은 매개체는 환원 상태로 변하게 되며, 이 환원된 매개체들이 시험지 끝에 있는 작업 전극 표면으로 이동합니다.
측정기 본체는 시험지가 삽입되는 순간 전극에 일정한 전압을 걸어줍니다. 환원된 전자 전달 매개체가 전극 표면에 닿으면, 걸려 있는 전압에 의해 전자를 전극에 빼앗기며 다시 원래의 산화 상태로 돌아갑니다. 이때 매개체로부터 전극으로 전자가 흘러 들어가는 현상이 발생하는데, 이 전자의 흐름이 바로 전류입니다.
이 분석화학적 기제의 핵심은 혈액 내 포도당의 농도와 전극에서 발생하는 전류의 세기가 정확히 비례한다는 점입니다. 포도당이 많을수록 효소 반응과 전자 전달이 활발해져 회로에 흐르는 전류의 크기가 커집니다. 혈당측정기는 이 미세한 전류의 세기를 전기 신호로 포착한 뒤, 미리 설정된 보정 공식을 거쳐 디지털 화면에 정확한 혈당 수치로 변환하여 표시합니다.