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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