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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 声波传感器原理12

1.2.1 概论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

3.1.2 光纤的类型127

3.1.3 光纤的传光原理127

3.2.1 反应池光吸收型传感130

3.2 光纤化学生物传感器的传感机制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

3.3.1 物理包埋法141

3.3.2 吸附法141

3.3.3 化学键合法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

4.2.1 表面等离子体波能量损失谱的谱线强度179

4.2 表面等离子体波能量损失谱的特性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 电极电位和电池电动势及其测量204

5.4.1 零电流条件下电池电动势和电极电位的测量204

5.4.2 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