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绪论 1

第1章　声波型化学与生物传感器 5

1.1　压电基础 6

1.1.1　压电现象与压电材料 6

1.1.2　压电石英晶体结构与切型 7

1.1.3　压电机理 9

1.1.4　石英谐振器的频率温度特性 11

1.2.1　概论 12

1.2　声波传感器原理 12

1.2.2　体声波传感器 14

1.2.3　瑞利表面声波传感器 18

1.2.4　柔板波传感器 21

1.2.5　水平剪切声平板波传感器 24

1.2.6　波导水平剪切声平板波传感器 25

1.2.7　非质量响应型声波传感器 28

1.3　声波化学传感器 30

1.3.1　传感器制作 30

1.3.2　声波气体传感器 35

1.3.3　液相声波传感器 45

1.3.4　声波传感器用于过程监测研究 48

1.3.5　电化学声波传感器 50

1.4　声波生物传感器 52

1.4.1　敏感膜制备 52

1.4.2　声波酶传感器 58

1.4.3　声波免疫传感器 61

1.4.4　声波微生物传感器 66

1.4.5　生物基因探针 69

参考文献 73

第2章　磁化学生物传感器 79

2.1　概述 80

2.1.1　磁传感器的发展 80

2.1.2　磁传感器的种类、特点及应用 80

2.2　磁传感器的组成及工作原理 85

2.2.1　霍尔传感器 85

2.2.2　磁阻传感器 89

2.2.3　其他几种磁效应简介 96

2.3　生物化学磁传感器 98

2.3.1　理论模型 99

2.3.2　传感器的构建 104

2.3.3　磁弹性传感器的应用 107

参考文献 122

第3章　光纤化学生物传感器 125

3.1　光纤的结构与传光原理 126

3.1.1　光纤的结构 126

3.1.3　光纤的传光原理 127

3.1.2　光纤的类型 127

3.2　光纤化学生物传感器的传感机制 130

3.2.1　反应池光吸收型传感 130

3.2.2　敏感膜光反射与散射型传感 131

3.2.3　荧光型传感与磷光型传感 133

3.2.4　消逝场响应型传感 135

3.2.5　光纤化学生物传感器的结构特点 137

3.3　光纤化学生物传感器中分子探针的固定方法 140

3.3.2　吸附法 141

3.3.3　化学键合法 141

3.3.1　物理包埋法 141

3.3.4　溶胶-凝胶固定法 143

3.4　光纤化学传感器 147

3.4.1　概述 147

3.4.2　光纤化学传感器的理论模型 149

3.4.3　光纤pH传感器 151

3.4.4　光纤气敏传感器 152

3.4.5　多孔光纤化学传感器 154

3.4.6　时间分辨荧光光纤化学传感器 155

3.5.1　光纤酶传感器 157

3.5　光纤生物传感器 157

3.5.2　光纤微生物传感器 159

3.5.3　光纤免疫传感器 159

3.5.4　光纤基因传感器 163

3.6　光纤纳米化学与生物传感器 166

3.6.1　纳米检测技术概述 166

3.6.2　纳米光导纤维的制作 167

3.6.3　纳米操作中的近场光学显微技术 168

3.6.4　纳米光纤化学传感器 168

3.6.5　纳米光纤生物传感器 169

参考文献 170

第4章　表面等离子体波共振传感器 173

4.1　表面等离子体波相关的物理概念 174

4.1.1　体相等离子体激元损失 175

4.1.2　表面等离子体激元损失 176

4.1.3　电子能量损失谱 176

4.1.4　表面等离子体振荡的偶合 177

4.1.5　表面声子振动 177

4.2.2　散射角效应 179

4.2　表面等离子体波能量损失谱的特性 179

4.2.1　表面等离子体波能量损失谱的谱线强度 179

4.2.3　介质覆盖产生的能量损失谱位移 180

4.3　表面等离子体波共振化学生物传感器 181

4.3.1　表面等离子体波共振原理简介 181

4.3.2　表面等离子体波共振传感器结构 183

4.3.3　表面等离子体波共振化学传感器 186

4.3.4　表面等离子体波共振生物传感器 188

4.3.5 表面等离子体波共振化学生物传感器的发展趋势 191

参考文献 192

第5章 电化学传感器基础 195

5.1　概述 196

5.2　电化学电池与电极 197

5.2.1　电化学电池 197

5.2.2　电极 199

5.3　界面电现象与双电层 202

5.4.1　零电流条件下电池电动势和电极电位的测量 204

5.4　电极电位和电池电动势及其测量 204

5.4.2　一定电流存在下电极电位的测量 206

5.4.3　测量仪器 208

5.5　电流及其测量 209

5.5.1　电容电流 210

5.5.2 电解电流 210

5.6　阻抗及其测量 213

5.7　扩散传质及其数字模拟 216

参考文献 225

第6章　电位传感器 227

6.1.1　离子选择性电极 228

6.1　电位传感器的种类和性能 228

6.1.2　离子敏感场效应管 232

6.1.3　光寻址电位传感器 233

6.2　离子选择性电极的性能参数和定量分析方法 235

6.2.1　线性范围和检测下限 235

6.2.2　选择性系数和膜电位通式 235

6.2.4 电极内阻 236

6.2.5　定量分析方法 236

6.2.3　响应时间与测量顺序 236

6.3　电位传感器近期研究和应用 239

6.3.1　低至皮摩尔浓度级的痕量检测 239

6.3.2　全固态离子选择性电极 239

6.3.3　流动体系检测 242

参考文献 243

第7章 电流型微电极与纳米电极传感器 247

7.1　微电极与阵列微电极 248

7.1.1　微电极的特点 248

7.1.2　微电极的基本原理和分类 249

7.1.3　微电极与阵列微电极的制作 251

7.1.4　微电极与阵列微电极的应用 253

7.2　纳米电极与阵列纳米电极 255

7.2.1　纳米电极的制作方法 256

7.2.2　纳米电极的表征 258

7.2.3　纳米电极的传感应用 260

参考文献 260

第8章 电化学生物传感器 263

8.1　酶电极 265

8.2　电化学微生物传感器 269

8.3　电化学组织传感器 272

8.4　电化学免疫传感器 273

8.4.1　电位型免疫传感器 273

8.4.2　电流型免疫传感器 275

8.5　电化学DNA传感器 276

8.5.1　电化学DNA传感器原理 277

8.5.2　DNA在固体电极上的固定 278

8.5.3　电化学DNA传感器中的标识物 279

8.5.4　电化学DNA传感器的应用 280

参考文献 281