具体描述
内容简介
本书阐述了生物化学微传感器及系统的基本概念、工作原理、关键技术等；介绍了本学科领域的发展概况和研究动态；以生物医学、环境监测等方面的应用为例，论述了新型生物化学微传感器系统研制所涉及的一些研究方法与核心研究内容，包括微纳结构、敏感材料、增敏方法、样品预处理、加工、封装、系统集成、无线组网、在线监测等。目录
《纳米科学与技术》丛书序本书序
前言
第1章 绪论
1.1 基本概念
1.1.1 传感器定义与分类
1.1.2 化学传感器与生物传感器
1.1.3 生物化学微传感器系统
1.1.4 生物化学传感器主要性能参数
1.2 发展概况
1.3 本书内容概述
1.3.1 研究工作背景
1.3.2 章节安排
参考文献
第2章 生物化学传感器基本原理
2.1 生物化学传感器结构与原理
2.1.1 生物化学传感器基本结构
2.1.2 生物化学传感器工作机理
2.2 电化学传感器检测原理
2.2.1 电化学基本概念及理论
2.2.2 电化学传感器检测实验基础
2.2.3 电化学传感器检测方法
2.2.4 电化学传感器
2.3 光化学传感器检测原理
2.3.1 基于吸光度检测的光波导传感器
2.3.2 基于荧光检测的光波导传感器
2.3.3 基手共振原理的光波导传感器
2.4 光电传感器检测原理
2.4.1 有机物紫外吸收原理
2.4.2 紫外光电检测原理
2.4.3 紫外吸收光谱的标准模型
2.4.4 紫外光电微传感器
2.4.5 光电传感器的测量数据传输
参考文献
第3章 微传感芯片系统关键技术
3.1 微传感芯片设计与制备关键技术
3.1.1 微传感芯片的材料选取
3.1.2 微电极体系设计
3.1.3 微电极常用加工工艺
3.1.4 微传感电极制备
3.1.5 超微电极制备
3.2 生物化学敏感膜制备技术
3.2.1 化学传感器敏感膜制备技术
3.2.2 生物敏感膜固定化技术
3.3 样品预处理微流控芯片制备技术
3.3.1 高温高压消解芯片及其制备技术
3.3.2 热辅助紫外消解芯片及其制备技术
3.4 基于CMOS工艺的微传感SOC关键技术
3.4.1 CMOS技术
3.4.2 SOC技术
3.4.3 基于CMOS工艺的微传感SOC制造技术
3.5 生物化学微传感器芯片系统封装技术
3.5.1 封装材料
3.5.2 圆片级封装
3.5.3 封装测试技术
参考文献
第4章 生物化学微传感器增敏方法
4.1 电化学微传感器的结构增敏方法
4.1.1 三维微池电极
4.1.2 三维叉指电极
4.2 电化学微传感器的材料增敏方法
4.2.1 微电极表面修饰
4.2.2 纳米敏感材料的基本特点
第5章 电化学免疫微传感器
第6章 基于场效应的生物化学传感器与集成芯片
第7章 光寻址多参数生物化学传感器及其应用
第8章 化学需氧量和生化需氧量电化学微传感器
第9章 总氮微传感器
第10章 总磷微传感器
第11章 小型化氨氮传感器
第12章 重金属离子微传感器
第13章 水环境监测无线网络传感器集成系统
索引
用户评价
我非常欣赏这本书的务实风格，它不仅关注理论基础，更侧重于技术的实际应用。我尤其对书中关于“微针阵列生物传感器”的设计和制造进行了深入的探讨。这种传感器以微小的针状结构刺入皮肤，能够实时、连续地监测皮下组织液中的生物标志物，如葡萄糖、乳酸盐等。这对于糖尿病患者的血糖管理、运动员的运动表现监测，以及一些慢性疾病的远程监测，都具有划时代的意义。书中详细介绍了微针的材料选择、微加工技术、传感器集成以及数据传输等方面的内容。我非常想进一步了解书中关于“生物传感器在农业生产中的应用”，比如如何利用生物传感器监测土壤的养分状况，或者预测作物的生长情况，从而实现精准施肥和科学种植。
评分这本书为我打开了认识生物化学微传感器领域的一扇新窗户。我特别被书中关于“基于微生物的生物传感器”的介绍所吸引。作者阐述了如何利用微生物的生物代谢活性、发光特性或电信号来构建传感器，用于检测环境污染物、生物毒素等。这种传感器的优点在于其成本较低、易于培养和维护，并且能够对多种目标物进行检测。书中还介绍了如何通过基因工程技术改造微生物，以提高其对特定物质的响应能力和选择性。我非常期待书中关于“生物传感器在可穿戴设备中的应用”的内容，因为这代表着生物传感技术向日常生活普及的重要一步，能够实现对人体健康数据的实时监测和分析。
评分这本书的文献引用和图表数据都非常详实，为我深入理解和进一步研究提供了宝贵资源。我尤其关注书中关于“免疫荧光传感器”的章节。作者详细阐述了免疫荧光技术的基本原理，以及如何将其与微传感器相结合，实现对低浓度生物标志物的高灵敏度检测。我了解到，通过标记抗体或抗原的荧光分子，可以利用光学检测技术精确地量化目标物质的浓度。书中还介绍了不同类型的荧光探针、激发光源和检测系统，以及它们在临床诊断、疾病研究等方面的应用。我非常希望书中能够有关于“生物传感器在生物制造领域的应用”的内容，例如如何利用生物传感器监测发酵过程，或者控制细胞培养，从而提高生物产品的产量和质量。
评分这本书的封面设计颇具匠心，蓝绿色的渐变色调，如同生命细胞内部流动的能量，又像是精心设计的电路板，暗示着生物与技术的巧妙融合。当第一页翻开，映入眼帘的是作者严谨而又不失温度的序言，寥寥数语却勾勒出生物化学微传感器这一前沿领域的宏大图景，让我瞬间提起了浓厚的兴趣。我本身并非科班出身，对生物化学的了解仅限于大学时期的基础课程，而微传感器更是闻所未闻。然而，作者并没有让我感到畏惧，他以一种循序渐进的方式，从最基础的原理讲起，例如细胞膜的通透性、离子通道的作用机制，以及蛋白质与小分子之间的相互作用，这些我尚能理解的概念，为后续内容的铺垫打下了坚实的基础。书中大量的图示，包括清晰的分子结构示意图、反应通路图，以及不同类型传感器的内部构造图，极大地降低了理解的难度，让我能够直观地把握复杂的信息。我尤其欣赏作者在讲解基本原理时，总能联系实际应用，比如讨论pH传感器时，会自然引申到糖尿病患者血糖监测的重要性，这种“溯本求源，放眼未来”的写作手法，让我觉得这本书不仅仅是在传授知识，更是在引导我思考这个领域的发展潜力和社会价值。我已经迫不及待想要深入了解书中关于传感器设计、材料选择、信号处理等具体章节的内容了。
评分这是一本让我耳目一新的书籍，它不仅仅是对生物化学和微传感器技术的简单罗列，而是将两者巧妙地融合，展现出强大的应用潜力。我尤其被书中关于“基于核酸适配体的生物传感器”的内容所吸引。作者详细介绍了核酸适配体作为一类人工合成的DNA或RNA分子，如何能够像抗体一样特异性地识别并结合目标分子。这种技术的优势在于其合成的灵活性、稳定性和较低的免疫原性，为开发新型生物传感器提供了新的思路。书中对于核酸适配体的筛选方法（SELEX）、功能化以及其在构建传感器中的应用，都进行了深入的阐述。我非常感兴趣的是，如何利用核酸适配体设计能够检测特定疾病标志物的生物传感器，以及这种传感器的灵敏度和特异性能够达到何种程度。我还想深入了解书中关于“生物传感器在环境监测领域的应用”，例如如何利用生物传感器检测水体中的污染物，或者空气中的有害气体。
评分这本书的章节编排逻辑清晰，结构严谨，仿佛一座精心搭建的知识殿堂。我尤其被书中关于“生物分子识别机制”的部分深深吸引。作者没有停留在泛泛而谈的理论层面，而是深入剖析了抗原抗体反应、酶-底物结合、核酸杂交等多种生物识别原理，并且结合了大量的实验数据和研究案例来佐证。我尝试着去理解书中所描述的，例如，一个特异性抗体如何精准地“捕捉”目标蛋白，即便在复杂的生物样品基质中，这种“选择性”是如何实现的。书中对于表面修饰技术、功能化材料的介绍，更是让我大开眼界，原来通过纳米粒子、导电聚合物等材料，可以极大地提高传感器的灵敏度和选择性，甚至可以实现对单个分子的检测。我之前一直以为生物传感器的工作原理只是简单的“信号转换”，但这本书让我认识到，背后蕴含着如此精妙的生物学原理和高超的工程技术。我非常期待书中关于“生物信号放大机制”和“信号处理与数据分析”的部分，我想知道这些微弱的生物信号是如何被捕捉、放大，最终转化为可读的数字信息的，这对于我理解疾病诊断、药物筛选等领域的进展至关重要。
评分阅读过程中，我发现作者在撰写过程中，充分考虑了不同背景读者的需求。对于我这样的非专业人士，书中很多概念的引入都非常巧妙，没有直接抛出晦涩难懂的术语，而是通过类比、举例，逐步引导读者进入状态。例如，在介绍“微流控芯片”时，作者将其比喻为“微型的实验室”，生动形象地描绘了其在样本处理、反应控制方面的优势。书中对于不同类型微传感器的优缺点分析，也相当到位，让我能够对各种技术有一个宏观的认识。我尤其对书中关于“体外诊断（IVD）”应用的部分充满了好奇，因为这直接关系到我们的日常生活和健康。作者详细介绍了生物化学微传感器在传染病快速检测、肿瘤标志物筛查、慢性病管理等方面的应用，并列举了许多成功的案例。读到这里，我仿佛看到了未来医疗诊断的蓝图，无创、快速、准确的检测方式将极大地改善人们的就医体验和治疗效果。我想进一步了解书中关于“生物传感器在药物研发中的应用”的内容，因为这涉及到新药的开发和疗效的评估，对我个人研究方向有很大的启发。
评分这本书的价值不仅仅在于其技术内容的深度，更在于它所展现出的前瞻性和创新性。我特别被书中关于“纳米生物传感器”的章节所打动。作者详细介绍了纳米材料，如金纳米粒子、银纳米线、量子点等，在构建高性能生物传感器方面的巨大潜力。这些纳米材料具有独特的物理化学性质，例如巨大的比表面积、优异的导电性、可调的光学特性等，能够极大地提升传感器的灵敏度、选择性和响应速度。书中还探讨了如何将纳米材料与生物分子进行功能化修饰，以实现对特定目标物的精准识别和信号放大。我非常期待书中能够有关于“生物传感器在能源领域的应用”，比如如何利用生物传感器进行生物燃料的检测或能量的转化。
评分这本书的语言风格严谨而又不失可读性，即使面对复杂的科学概念，作者也能够用清晰、易懂的语言进行解释。我特别关注书中关于“生物传感器在食品安全领域的应用”的部分。随着人们对食品健康要求的不断提高，开发高效、准确的食品安全检测技术显得尤为重要。书中详细介绍了如何利用生物化学微传感器对食品中的农药残留、兽药残留、非法添加剂、微生物污染物等进行快速检测。我了解到，一些生物传感器甚至可以实现对转基因成分的鉴定，或者对食品的真伪进行辨别。这种技术的发展，将极大地保障消费者的食品安全，减少因食品安全问题带来的健康风险。我非常期待书中关于“生物传感器在个性化医疗领域的应用”，因为这代表着未来医疗发展的重要方向，能够根据个体的基因、生理特点提供定制化的诊断和治疗方案。
评分这本书的理论深度和实践广度都令人印象深刻。我特别关注书中关于“电化学传感器”的章节，因为电化学方法在微传感器领域具有重要的地位。作者详细阐述了安培型、伏安型、阻抗型等不同电化学传感器的基本工作原理，以及它们如何与生物分子相互作用产生可测量的电信号。我了解到，通过精确控制电极电势和电流，可以实现对特定生物标志物的定量检测。书中对于电极材料的选择、修饰策略以及电化学信号的解读，都进行了深入的探讨。例如，碳纳米管、石墨烯等新型纳米材料在提高电极导电性和表面积方面所起到的关键作用，以及如何通过表面功能化来增强传感器的特异性。我非常期待书中关于“光学传感器”的详细介绍，尤其是荧光传感器和表面等离激元共振（SPR）传感器，我想了解它们在生物分子检测方面具有哪些独特的优势，以及在生物成像、分子相互作用研究中是如何应用的。
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