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第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 生物医学检测技术的发展 2

1.2.1 无创和微创检测技术 2

1.2.2 体内信息的直接检测技术 4

1.2.3 离体检测技术 5

1.3 生物医学传感技术的发展 6

1.3.1 国内外发展状况 6

1.3.2 主要特点 7

1.4 生物医学传感器的特点和特殊要求 10

1.5 现代生物医学传感技术的发展趋势 11

第二章 人体生理信息及分子生物医学基础 14

2.1 人体的生理信息与分析 14

2.1.1 人体生理信息与诊断 14

2.1.2 人体细胞电位 15

2.1.3 循环系统生理信息 19

2.1.4 呼吸系统生理信息 27

2.1.5 神经系统生理信息 30

2.1.6 特殊感觉器官的生理信息 34

2.1.7 消化系统生理信息 38

2.1.8 其他生理参数及其测量 41

2.1.9 人体生理信息的分析 42

2.2 分子生物医学基础 47

2.2.1 细胞 47

2.2.2 基因 50

2.2.3 受体 54

2.2.4 酶 57

第三章 现代生物医学传感技术基础 63

3.1 传感器的定义、分类 63

3.2 传感器的敏感技术 63

3.2.1 热阻效应 63

3.2.2 热电效应 66

3.2.3 其他热效应 67

3.2.4 压电效应 67

3.2.5 电容式传感器中的驻极体 69

3.2.6 焦热电效应 69

3.2.7 压阻效应 70

3.2.8 霍尔效应 71

3.2.9 SQUID(超导量子干涉器件) 72

3.2.10 辐射诱导效应 73

3.2.11 化学物质的吸附与吸收 76

3.2.12 选择性分子受体 77

3.2.13 过膜渗透 78

3.2.14 离子选择性膜 78

3.2.15 光化敏感效应 79

3.3 传感器的基本结构 81

3.3.1 阻抗型结构 82

3.3.2 半导体型传感器 83

3.3.3 声波传感器 84

3.3.4 热量式传感器 85

3.3.5 电化学池传感器 88

3.4 微结构传感器的集成制造技术 95

3.4.1 单片集成电路半导体技术 95

3.4.2 陶瓷 99

3.4.3 薄膜和厚膜技术 100

3.4.4 多聚物的工艺 103

3.4.5 光纤技术 106

第四章 生物医学传感器检测技术基础 108

4.1 测量概论和测量数据分析 108

4.1.1 测量误差和分类 108

4.1.2 测量数据分析处理 110

4.1.3 测量方法和测量系统分类 111

4.2 传感器的静态特性 113

4.2.1 传感器静态特性的数学模型 113

4.2.2 传感器静态特性的指标 114

4.3 传感器的动态特性 118

4.3.1 传感器动态特性的数学模型和传递函数 118

4.3.2 传感器的稳态响应特性 119

4.3.3 传感器的瞬态响应特性 120

4.3.4 典型环节的传感器动态特性 121

4.4 传感器的生物相容性设计 124

4.5 传感器检测系统的基本构成 128

4.6 改善传感器检测系统性能的方法 130

4.6.1 改善传感器性能 131

4.6.2 提高测量电路的抗干扰能力 133

4.7 多传感器信息融合与模式识别技术 136

第五章 物理量传感器与检测技术 144

5.1 力学参数传感器与检测技术 144

5.1.1 位移传感与检测 144

5.1.2 力、速度和加速度传感与检测 153

5.1.3 力学传感器在医学中的应用 161

5.2 温度量传感器与检测技术 168

5.2.1 热电阻传感与检测 168

5.2.2 热电式传感与检测 174

5.2.3 PN结和集成温度传感器 177

5.2.4 辐射测温法 179

5.2.5 温度传感器在医学中的运用 182

5.3 流量传感器与检测技术 187

5.3.1 电磁式流量传感与检测 187

5.3.2 超声流量传感与检测 191

5.3.3 热传输流量传感与检测 194

5.3.4 静脉阻断容积描记法 197

第六章 化学量传感器与检测技术 200

6.1 电化学传感器与检测技术 200

6.1.1 电化学的基本原理 200

6.1.2 离子选择性电极 207

6.1.3 超微电极及其应用 212

6.1.4 集成微电极器件及其应用 216

6.2 光学传感器与检测技术 222

6.2.1 基本原理 222

6.2.2 光纤传感器及其应用 224

6.2.3 光化学传感器及其应用 228

6.2.4 光寻址电位传感器及其应用 230

6.3 微全分析系统 234

6.3.1 微全分析系统的发展 235

6.3.2 μTAS的制造技术与应用 236

第七章 生物量传感器与检测技术 247

7.1 生物材料的固定化技术 247

7.1.1 经典的固定化技术 247

7.1.2 微加工固定化技术 253

7.2 经典传感器原理与应用 256

7.2.1 酶传感器原理与应用 257

7.2.2 免疫类传感器与应用 259

7.2.3 微生物类传感器与应用 261

7.3 新型传感器原理及应用 263

7.3.1 生物芯片原理及应用 263

7.3.2 组织、细胞、基因、蛋白芯片 271

7.3.3 生物微系统及其应用 277

7.4 分子传感器及其应用 279

7.4.1 分子传感器的基本概念 280

7.4.2 分子器件的原理与应用 281

7.4.3 分子传感器技术的应用 287

参考文献 289