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第1章 绪论 1

1.1传感器和传感器系统 1

1.1.1传感器的概念及其系统的组成 1

1.1.2传感器的作用与功能 3

1.1.3传感器的种类和名称 4

1.2分子识别与传感器 7

1.2.1分子识别 7

1.2.2感官与传感器 8

1.2.3生物传感器的响应机理和构造 10

1.2.4化学与生物传感器的性能参数 12

1.2.5化学与生物传感器的命名 15

第2章 化学与生物传感器中的换能器 16

2.1电化学换能器 16

2.1.1电化学换能器的组成和相关理论 16

2.1.2电极、参比电极和辅助电极 19

2.1.3固体电极 21

2.1.4修饰电极 22

2.1.5 pH电极 22

2.2半导体器件 22

2.2.1导体与半导体 22

2.2.2半导体器件的性质 24

2.3光化学换能器 24

2.3.1光电器件 25

2.3.2光导纤维 26

2.3.3光化学换能器的类型与原理 27

2.4石英晶振 29

2.4.1压电效应与逆压电效应 30

2.4.2声波质量换能器及频变原理 30

2.5其他换能器 32

2.5.1热敏电阻 32

2.5.2场效应晶体管 33

2.5.3光电极 34

第3章 敏感膜和敏感元件的制备技术 37

3.1敏感元件的构成及材料 37

3.2敏感元件的制备方法和性能 38

3.2.1吸附法 39

3.2.2共价键合法 42

3.2.3聚合物包埋法 44

3.2.4交联法 46

3.2.5微胶囊法 46

3.2.6夹心法 47

3.3化学修饰电极 47

3.3.1 CME的分类 47

3.3.2 CME中基底电极的表面处理 48

3.3.3 CME的制备方法 49

3.4溶胶-凝胶技术 53

3.5光器件的化学修饰 58

3.5.1化学修饰玻璃材料 58

3.5.2化学修饰光纤 60

第4章 电化学传感器 62

4.1半导体气体传感器 62

4.1.1半导体气体传感器的工作原理 62

4.1.2半导体气敏传感器的结构和主要性能 64

4.1.3燃气报警器 65

4.2电势型化学传感器 66

4.2.1离子选择性电极 66

4.2.2场效应管电化学传感器 70

4.2.3基于化学修饰电极的电势型传感器 74

4.3电流型化学传感器 77

4.3.1电流型气体传感器 77

4.3.2过氧化氢传感器 82

4.3.3无酶葡萄糖传感器 83

第5章 电化学生物传感器 87

5.1电化学测试的基本原理 87

5.1.1电流型传感器的测量系统 87

5.1.2电流的产生及测量 88

5.1.3常用的控制电势技术 92

5.2电流型酶传感器 95

5.2.1电化学酶传感器的原理 95

5.2.2酶电极传感器的发展 96

5.2.3电流型酶传感器的研究 98

5.3电流型免疫传感器 109

5.3.1电流型免疫传感器的基本原理 110

5.3.2免疫分子的固定化技术 111

5.3.3电流型免疫传感器的分类 115

5.3.4电流型免疫传感器的应用 116

5.3.5电流型免疫传感器的发展 118

5.4电流型基因传感器 120

5.4.1电化学DNA传感器的基本原理与结构 121

5.4.2 DNA在电极表面的固定化方法 122

5.4.3杂交反应的电化学指示 125

5.4.4电流型DNA传感器的应用 130

第6章 光化学与生物传感器 133

6.1光学式气体传感器 133

6.1.1非发散性红外线CO2传感器 134

6.1.2烟尘浊度监测仪 136

6.2光化学传感器 137

6.2.1光纤化学传感器 137

6.2.2流控式光纤化学传感器 140

6.3光纤生物传感器 144

6.3.1光纤型酶传感器 144

6.3.2光纤免疫传感器 145

6.3.3光纤DNA传感器 147

第7章 其他化学与生物传感器 153

7.1电化学发光传感器 153

7.1.1电化学发光原理 153

7.1.2直接浸入式电化学发光传感器 155

7.1.3电化学发光甲醛传感器 156

7.1.4电化学发光免疫传感器 159

7.1.5电化学发光DNA传感器 161

7.2压电晶体声波化学传感器 164

7.2.1压电石英晶体气体传感器 164

7.2.2压电石英晶体液体传感器 167

7.3表面等离子共振传感器 168

7.3.1 SPR的基本原理 168

7.3.2 SPR传感器的结构和组成 171

7.3.3 SPR传感器中分子固定的方法 173

7.3.4 SPR传感器的应用与发展 174

7.4分子印迹传感器 177

7.4.1分子印迹传感器的原理和特点 177

7.4.2分子印迹聚合物的常用制备方法 180

7.4.3分子印迹传感器的类型 185

7.4.4分子印迹传感器存在的问题 189

7.5纳米材料生物传感器 191

7.5.1纳米材料的性质及特点 191

7.5.2常用的纳米材料 195

7.5.3纳米材料生物传感器的研究 198

7.6光致电化学传感器 199

7.6.1基于无机半导体材料的光致电化学传感器 200

7.6.2基于染料的光致电化学传感器 202

7.6.3基于复合材料的光致电化学传感器 206

第8章 化学与生物传感器的应用 207

8.1多参数水质监测传感器系统 207

8.1.1水质自动监测系统 207

8.1.2实时测量的氨氮传感器系统 209

8.1.3多探头传感器系统 210

8.1.4水源监测光纤阵列传感器 211

8.2便携式血糖测试仪 212

8.2.1血糖检测的意义 212

8.2.2血糖测试仪的检测原理、结构及其发展 214

8.2.3血糖测试电化学试纸的产业化开发 215

8.3基因芯片 217

8.3.1基因芯片的定义及特点 217

8.3.2基因芯片的工作原理 219

8.3.3基因芯片的应用 226

8.3.4基因芯片的发展及问题 229

第9章 化学与生物传感器的未来 231

9.1化学与生物传感器的发展方向 231

9.2新型化学与生物传感器的开发与应用 232

参考文献 238

附录 239

附录1常用固体电极及其规格 239

附录2相关仪器及其主要性能 239