生物电化学传感器有哪些

㈠ 应用电化学的内容

全书共分为八章：电化学理论基础；电催化过程；化学电源；金属的表面精饰；无机物的电解工业；有机物的电解合成；电化学传感器和电化学腐蚀与防护。书中还列有重要参考文献和习题，以便于读者自学。
本书可作为高等院校化学、化工等专业的教学用书和研究生的参考教材，也可供从事电化学教学、科研和生产的有关人员参考。 前言
第一章 电化学理论基础
1.1电化学体系的基本单元
1.1.1电极
1.1.2隔膜
1.1.3电解质溶液
1.1.4电解池的设计与安装
1.2电化学过程热力学
1.2.1可逆电化学过程的热力学
1.2.2不可逆电化学过程的热力学
1.3非法拉第过程及电极/溶液界面的性能
1.3.1电极的电容和电荷
1.3.2双电层理论概要
1.3.3零电荷电势与表面吸附
1.4法拉第过程和影响电极反应速度的因素
1.4.1电极反应种类和机理
1.4.2电化学实验及电化学电池的变量
1.4.3影响电极反应速度的因素及电极的极化
1.4.4电极反应动力学简介
1.5物质传递控制反应绪论
.1.5.1物质传递的形式
1.5.2稳态物质传递
1.6电化学研究方法介绍
1.6.1稳态和暂态
1.6.2电位扫描技术——循环伏安法
1.6.3控制电位技术——单电位阶跃法
1.6.4控制电流技术——恒电流电解
1.6.5光谱电化学方法
参考文献
第二章 电催化过程
2.1电催化原理
2.1.1电催化的类型及一般原理
2.1.2影响电催化性能的因素
2.1.3评价电催化性能的方法
2.2氢电极反应的电催化
2.2.1氢气析出的电催化
2.2.2氢氧化反应的电催化
2.3氧电极反应的电催化
2.3.1氧气的电催化还原
2.3.2氧析出反应的电催化
2.4有机小分子的电催化氧化
2.4.1有机小分子在单金属电催化剂上的氧化
2.4.2有机小分子在二元或多元金属电催化剂上的氧化
2.4.3有机小分子在金属及金属氧化物催化剂上的氧化
2.4.4有机小分子氧化电催化剂的制备
2.4.5有机小分子氧化催化剂的表征及反应机理探讨
参考文献
第三章 化学电源
3.1概述
3.1.1主要术语
3.1.2化学电源的主要性能
3.1.3化学电源的选择和应用
3.2一次电池
3.2.1一次电池的通性及应用
3.2.2碱性锌锰电池
3.2.3其他几种锌一次电池
3.2.4锂电池
3.3二次电池
3.3.1二次电池的一般性质及应用
3.3.2铅链族酸蓄电池
3.3.3碱性Ni/Cd电池
3.3.4氢镍电池
3.3.5锂电池和锂离子电池
3.3.6Na/NiCl2二次电池
3.3.7处于研究、开发中的锌二次电池
3.4燃料电池
3.4.1燃料电池的历史和发展
3.4.2燃料电池的特点和分类
3.4.3国内外燃料电池的研究现状
3.4.4质子交换膜燃料电池
参考文献
第四章 金属的表面精饰
4.1金属电沉积和电镀原理
4.1.1简单金属离子的还原
4.1.2金属络离子的还原
4.1.3金属共沉积原理
4.1.4金属电结晶动力学
4.1.5金属电沉积过程中表面活性物质的作用
4.2电镀过程
4.2.1镀层应具有的主要性能
4.2.2影响镀层质量的因素
4.2.3电镀生产工艺
4.2.4几种典型的电镀过程
4.2.5塑料的金属化涂装
4.3金属的阳极氧化
4.3.1金属阳极氧化原理
4.3.2铝的阳极氧化
4.3.3钛的阳极氧化
4.4电泳涂装技术
4.4.1阳极电泳涂装
4.4.2阴极电泳涂装
参考文献
第五章 无机物的电解工业
5.1概述
5.2氯碱工业
5.2.1隔膜槽电解法
5.2.2汞槽电解法
5.2.3离子膜槽电解法
5.2.4氯碱工业未来发展的展望
5.3氯酸盐和高氯虚银酸盐的电合成
5.3.1氯酸钠
5.3.2高氯酸盐
5.4锰化合物的电解合成
5.4.1电解MnO2
5.4.2高锰酸钾
5.5电解法生产过氧化氢
5.6水的电解
参考文献
第六章 有机物的电解合成
6.1概述
6.2有机电合成的若干发展方向
6.3已二腈的电解合成
6.4四烷基铅
6.5糖精
6.6苯二酚
6.7有机化合物的电化学氟化
6.8均匀设计法在有机电化学合成工艺中的应用
6.9国外有机物电解合成研究动向
6.9.1阳极氧化反应
6.9.2阴极还原反应
参差唤宴考文献
第七章 电化学传感器
7.1概述
7.1.1化学传感器分类
7.1.2电位型传感器简介
7.2控制电位电解型气体传感器
7.2.1控制电位电解型气体传感器的发展
7.2.2Clark电极
7.2.3控制电位电解型气体传感器的结构原理
7.2.4气体扩散电极在气体传感器中的应用
7.2.5电流型气体传感器的几个性能指标
7.2.6新一代SPE控制电位电解型气体传感器的研制
7.3生物电化学传感器
7.3.1生物传感器的分类
7.3.2酶传感器
参考文献
第八章 电化学腐蚀与防护
8.1金属腐蚀与防护的意义
8.2金属的电化学腐蚀
8.3腐蚀电池
8.4电势-pH图及其在金属防护中的应用
8.4.1Fe-H2O体系的φ-pH图的构作
8.4.2Fe-H2O体系的φ-pH图在金属防护上的应用
8.5金属的电化学防腐蚀
参考文献
全书思考题和习题

㈡ 日常生活中常用的气敏传感器有哪些举咧说明

生活中的传感器有以下种类：

1，光传感器

光传感器利用的是半导体的光导效应或光生伏特效应。光生伏特效应是通过光照射，将半导体PN结处产生的电压或电流作为输出加以检测。如光敏二级管，光敏三级管等。这些效应都是利用了光的量子性质。最常见的应用实例，就是光控灯。

2，温度传感器

用于检测温度的物理效应当中，除了利用塞贝克效应的热电偶外，通常利用Pt，W等的金属和氧气物半导体以及非氧化物半导体，有机半导体等的电阻随温度变化来作为温度传感器的。

此外，还有利用PN结处电流——电压特性随温度的变化，利用居里温度附近磁特性和介电常数变化的传感器，利用介世备电常数和压电常数的变化，来检测其共振频率变化的温度的感器等。最常见的应用实例，就是空调的控温了。

3，压力传感器

大多数压力传感器都是利用了某种压阻效应。所谓压阻效应，就是当压力施加于电阻体上时，会使其电阻值发生变化，这种现象称为压阻现象比金属电阻的变化明显得多，其主要是因在受压后其电子或空穴的迁移率发生变化。最常见的应用实例，就是电子称了。

4，磁传感器

磁传感器常用的效应是霍尔效应与磁阻效应。利用霍尔效应的元件是霍尔元件，它是在一半导体薄片两端之间通以电流，如果在薄片垂直方向外加一磁场，则载流子在罗伦兹力的作用下，将沿着与磁场方向垂直的方向移动，若在该方向上设置电极，则可检测出电压来 (霍尔电压)。最常见的应用实例，就是电动车的调速方法了。

5，气体传感器

气体传感器实际就是半导体气体传感器。主要是气体的吸附效应。如半导体 SnO2烧结制成的气敏传感器，其为多晶体，当表面吸附气体分子时，就会在气体分子与烧结体之间发生电子交换。控制载流子运动的晶粒界面备饥处的势垒会发生变化。

若在烧结体上设置两个电极，其间电阻将随气体分子吸附情况而增减。一般在还原性气体中电阻值会减少，在氧化性气体中电阻值会增加。最常见的应用实例，就是各种烟雾报警器了。

传感器的特点包括：

微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等）与物理化学换能器有机结搜滚毁合的一门交叉学科，是发展生物技术必不可少的一种先进的检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。

各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

㈢ 传感器的分类有哪些它们的原理是什么

传感器的分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。 根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类 ： 传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。 化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。 有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。 常见传感器的应用领域和工作原理列于下表。 1、按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 位置传感器 液面传感器 能耗传感器 速度传感器 加速度传感器 射线辐射传感器 热敏传感器 24GHz雷达传感器 2、按照其原理，传感器可分类为： 振动传感器 湿敏传感器 磁敏传感器 气敏传感器 真空度传感器 生物传感器等。 以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。 数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。 膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。 开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。 在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类： (1)按照其所用材料的类别分 金属 聚合物 陶瓷 混合物 (2)按材料的物理性质分： 导体 绝缘体 半导体 磁性材料 (3)按材料的晶体结构分： 单晶 多晶 非晶材料 与采用新材料紧密相关的传感器开发工作，可以归纳为下述三个方向： (1)在已知的材料中探索新的现象、效应和反应，然后使它们能在传感器技术中得到实际使用。 (2)探索新的材料，应用那些已知的现象、效应和反应来改进传感器技术。 (3)在研究新型材料的基础上探索新现象、新效应和反应，并在传感器技术中加以具体实施。 现代传感器制造业的进展取决于用于传感器技术的新材料和敏感元件的开发强度。传感器开发的基本趋势是和半导体以及介质材料的应用密切关联的。表1.2中给出了一些可用于传感器技术的、能够转换能量形式的材料。 按照其制造工艺，可以将传感器区分为： 集成传感器 薄膜传感器 厚膜传感器 陶瓷传感器 集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。 薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板)上的，相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时，同样可将部分电路制造在此基板上。 厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。 陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶-凝胶等)生产。 完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。 每种工艺技术都有自己的优点和不足。由于研究、开发和生产所需的资本投入较低，以及传感器参数的高稳定性等原因，采用陶瓷和厚膜传感器比较合理。
传感器的原理
传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波，经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源，该电源做运算放大器AD822的工作电源；由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号，再通过V/F转换器LM131变换成频率信号，通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。
其他一些具体内容详见参考资料链接。

㈣ 电化学生物传感器在医学领域的应用现状

第一、基础医学
电化学生物传感器利用了生物反应的特异性，同时具有电化学分析方法的高灵敏度，因此可以实现对生物大分子之间相互作用的实时检测。对于抗原、抗体之间结合与解离的动态平衡可以直观地观察到，并且较为准确地测定抗体的亲和力及识别抗原表位。
左手一个免疫球蛋白(IgG)抗体右手一个钽电极，可以应用于基础医学研究的电化学生物传感器诞生啦！Gebbert等用硅烷化的方法将免疫球蛋白(IgG)抗体固定在钽电极上，形成的电化学生物传感器能够在流通体系中检测IgG。其意义在于对灌注反应器中培养杂化细胞过程中产生的单克隆抗体进行实时监测。无需使用任何标记试剂，操作简便，且能监测动咐罩和态变化，可以预见，在未来的基础医学研究中，电化学生物传感器会有更加广泛的应用。

1、无创血糖检测技术
糖尿病作为终身性基因遗传类疾病，如今的医学研究水平尚不能奈何，被它附上身后临床表现为血液和尿液中葡萄糖含量的异常增多，后期则会引起血管病变而导致的肾衰竭、心肌梗塞等并发症。只能通过调控病人体内的葡萄糖代谢来达到稳定体内血糖浓度的目的，所以对频繁测定糖尿病患者的血糖浓度是对一个重要的疾控手段。
现在国内外临床上大多使用创伤性方法测定血糖浓度，例如手指刺血或者静脉取血，然后进行检测。这些方法不仅痛苦，而且易感染，难以做到动态闷答连续监测。一种基于反离子电渗透原理的电化学生物传感器能够实现无创检测血糖。该方法采用银/氯化银环形电极透皮抽取皮下低浓度葡萄糖，之后用电流型三电极电化学生物传感器进行。酶与电极之间进行电子传递的媒介体采用含锇离子的氧化还原聚合物，降低工作电位的同时提高了灵敏度。电化学生物传感器的敏感膜是葡萄糖氧化衡盯酶，与戊二醛交联固定在聚环氧乙烷水凝胶中。反离子电渗透原理如下图所示。在皮肤表面施加一个小小的恒电流（＜5mA是不会痛哒），形成一个从表层经皮下组织构成带电离子流后再回到表层的恒电流通道。反离子电渗透技术正是利用这个离子流将皮下组织液中的葡萄糖携带到皮肤的表面。
2、反离子电渗透原理
通过MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 技术中的溅射工艺可以制备电化学生物传感器基础电极。首先在带有保护膜的聚碳酸酯板上刻出所需要的电极图形，然后揭去保护膜，留下掩膜，再利用溅射工艺将NiCr/Au合金溅射到聚碳酸酯板上，最后去掉掩膜即可得到所需要的金电极阵列。然后采用丝网印刷工艺在参比电极和对电极上丝印银/氯化银浆，在120℃干燥箱内干燥5分钟后，即可得到传感器的基础金电极。

㈤ 传感器的类型有哪些

按工作原理可划分为
1. 电学式传感器—是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。
电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。
电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。
电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。
磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。
电涡流式传感器是利用金属在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。
2. 磁学式传感器
磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的测量。
3. 光电式传感器
光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。
4. 电势型传感器
电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。
5. 电荷传感器
电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。
6. 半导体传感器
半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。
7. 谐振式传感器
谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。
8. 电化学式传感器
电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。

㈥ 电化学生物传感器的工作原理

电化学生物传感器

电化学生物传感器作为最早问世的—类生物传感器，主要是采用固体电极作为基础电极，将生物活性作为分子识别物固定在电极表面，然后通过生物分子间的特异性识别作用，使目标分子捕获到电极表面，基础电极将浓度信号转换成电势，电流，电阻或电容等可测量的电信号作为响应信号，从而实现对目标分析物的定量或者定性分析。

电化学生物传感器由 生物识别元件，信号转换器，数据分析仪组成：

┈┏离子选择电极

┏电位型电极┫

电化学电极┫┗氧化还原电极

┃

┗电流型电极━氧电极

• 电位型电极：

  离子选择电极：离子选择电极是一类对特定的阳离子或阴离子呈选择性响应的电极，具有快速、灵敏、可靠、价廉等优点。在生物医学领域常直接用它测定体液中的一些成分（例如H+，K+，Na+，Ca2+等）。

  氧化还原电极：氧化还原电极是不同于离子选择电极的另一类电位型电极。这里指的主要是零类电极。

• 电流型电极
  

  氧电极：有不少酶特别是各种氧化酶和加氧酶在催化底物反应时要用溶解氧为辅助试剂，反应中所消耗的氧量就用氧电极来测定。此外，在微生物电极、免疫电极等生物传感器中也常用氧电极作为信号转换器，因此氧电极在生物传感器中用得很广。

㈦ 电化学与生物传感器的图书目录

第1章 NO电化学传感器
1.1 前言
1.2 电化学传感器检测NO的原理
1.3 NO检测电极的构造
1.4 NO电极的标定
1.5 NO电极的表征
1.6 NO电极的斗拍芹应用
1.7 结论及展望
1.8 致谢
1.9 参考文献
第2章 农药生物传感器
2.1 前言
2.2 生物催化剂在农药贺灶生物传感器中的应用
2.3 基于酶的生物传感器
2.4 农药免疫传感器
2.5 基于全细胞和细胞组织的农药传感器
2.6 主要干扰物和样品预处理
2.7 结论
2.8 致谢
2.9 参考文献
第3章 葡萄糖电化学生物传感器
3.1 简介
3.2 四十年的发展历程
3.3 第一代葡萄糖生物传感器
3.4 第二代葡萄糖生物传感器
3.5 体外葡萄糖检测
3.6 连续实时体内监测
3.7 结论与展望
3.8 参考文献
第4章 离子选择性电极的新进展
4.1 前言
4.2 传统离子选择性电极
4.3 新的能量转换原理
4.4 新型传感材料
4.5 微型化
4.6 结论与展望
4.7 致谢
4.8 参考文献
第5章 电化学免疫分析及免疫传感器研究进展
5.1 引言
5.2 抗体?抗原相互作用
5.3 免疫分析及免疫传感器
5.4 抗体固定模式
5.5 电化学检测技术
5.6 微流控电化学免疫分析系统
5.7 结论
5.8 参考文献
第6章 超氧化物电化学及生物传感器：原理、进展及应用
6.1 超氧化物的化学和生物化学过程
6.2 O2生物检测综述
6.3 O2电化学及O2电化学传感器
6.4 O2电化学传感器
6.5 结论及展望
6.6 致谢
6.7 参考文献
第7章 场效应器件检测带电大分子：可行性和局限性
7.1 引言
7.2 裸EIS传感器和功能化EIS传感器结构的电容?电压特性
7.3 利用大分子自身所带电荷直接检测DNA
7.4 免指示剂检测DNA的新方法
7.5 利用聚电解质层和合成DNA的检测结果
7.6 结论与展望
7.7 致谢
7.8 参考文献
第8章 生物样品中H2S产物的电化学传感器
第9章 免疫传感器的最新进展
第10章 用于体内pH测定的微电极
第11章 生物芯片——原理与应用
第12章 生物燃料电池
第13章 基于电活性无机多晶体的化学及生物传感器
第14章 基于纳米粒子的生物传感器和生物分析
第15章 基于碳纳米管的电化学传感器
第16章 基于溶胶?凝胶材料固定生物分子的生物传感器
第17章 基于蛋白质直接电子转移的生物传感器空毕
索引