電化學(xué)與生物傳感器

前言

化學(xué)與生物傳感器的發(fā)展是目前分析研究中最活躍的領(lǐng)域之一。傳感器是一種包括識別元件和信號變換器小型裝置，可用于樣品中待測物的直接檢測。電化學(xué)傳感器采用電極作為換能元件，是化學(xué)傳感器中的一個重要分支。電化學(xué)傳感器在目前的傳感器中占有重要地位，廣泛應(yīng)用于臨床、工業(yè)、環(huán)境和農(nóng)業(yè)分析等領(lǐng)域。全書共十七章，主要內(nèi)容及翻譯工作具體分工如下。第1章NO電化學(xué)傳感器，由畢賽博士譯。本章介紹了NO在生命科學(xué)中的重要性及其檢測方法，對NO電化學(xué)生物傳感器的原理、構(gòu)造、標(biāo)定方法及表征方式等進行了綜述，重點介紹了NO微傳感器在確定生物效應(yīng)中的應(yīng)用，對N0電化學(xué)生物傳感器的深入研究具有重要意義。第2章農(nóng)藥生物傳感器，由楊曉燕副教授譯。本章介紹了農(nóng)藥生物傳感器的必要性、發(fā)展現(xiàn)狀和展望；討論了酶在農(nóng)藥生物傳感器中的應(yīng)用、特性以及酶固定化方法；著重介紹了基于酶的各種農(nóng)藥生物傳感器的檢測原理及特點；列舉了農(nóng)藥免疫傳感器檢測方法及幾種免疫傳感器的特點及應(yīng)用；最后介紹了基于全細(xì)胞和細(xì)胞組織的農(nóng)藥生物傳感器以及主要干擾物和樣品預(yù)處理。第3章葡萄糖電化學(xué)生物傳感器，由李英博士譯。本章介紹了葡萄糖電化學(xué)生物傳感器的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀及展望；介紹了第一代葡萄糖生物傳感器，包括氧化還原干擾和氧氣的影響；第二代葡萄糖生物傳感器，包括葡萄糖氧化酶與電極表面之間的電子傳遞、人工介體的使用及電子傳遞中繼站裝置；最后介紹了體外葡萄糖檢測和連續(xù)實時體內(nèi)監(jiān)測，包括所需條件、皮下檢測及無損傷葡萄糖檢測。第4章離子選擇性電極的新進展，由劉樹峰副教授譯。本章首先介紹了離子選擇性電極的研究現(xiàn)狀及其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要應(yīng)用。對于離子選擇性電極的工作原理、各種新型的能量轉(zhuǎn)換原理、新型傳感材料以及離子選擇性電極的微型化技術(shù)進行了詳細(xì)討論。第5章電化學(xué)免疫分析及免疫傳感器研究進展，由李雪梅副教授譯。本章討論了2002年以后關(guān)于電化學(xué)免疫分析的工作。主要介紹一些基礎(chǔ)背景知識，包括抗體結(jié)構(gòu)和抗體抗原相互作用，這對所有采用特殊的免疫分析模式的免疫分析和免疫傳感器來說，都是至關(guān)重要的因素。然后重點介紹電化學(xué)免疫分析和免疫傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀，以便讓非專業(yè)人士能夠比較容易地理解該領(lǐng)域取得的成就，并加以應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書詳細(xì)論述了目前常用的電化學(xué)傳感器裝置的原理、設(shè)計方法及其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用；綜述了離子選擇性電極的發(fā)展趨勢、電化學(xué)免疫傳感器的發(fā)展、用于糖尿病檢測的現(xiàn)代葡萄糖生物傳感器、基于納米材料（如納米管或納米晶）的生物傳感器、檢測氮的氧化物和過氧化物的生物傳感器以及檢測殺蟲劑的生物傳感器等；內(nèi)容涵蓋電化學(xué)傳感器和生物傳感器的所有范圍。     本書取材新穎，內(nèi)容豐富。適用于分析化學(xué)、材料化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、臨床檢驗、工業(yè)分析、環(huán)境監(jiān)測和農(nóng)業(yè)分析等領(lǐng)域的研究人員使用。

作者簡介

張學(xué)記，1994年于武漢大學(xué)獲博士學(xué)位，并于1995年至1999年分別在斯洛文尼亞國家化學(xué)研究所（ETH，蘇黎世）和新墨西哥州立大學(xué)從事博士后研究。他在傳感器領(lǐng)域有18年的研究經(jīng)驗及產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗?，F(xiàn)任美國World Precision Instruments公司的高級副總裁及南佛羅里達(dá)大學(xué)的名譽教授，“Frontiers in Bioscience”雜志副主編。發(fā)表論文70余篇，授權(quán)發(fā)明專利12項，并有多項傳感器及裝置實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。在國際會議及20多個國家的大學(xué)做了50余次大會報告及特邀報告。

書籍目錄

第1章 NO電化學(xué)傳感器  1.1 前言  1.2 電化學(xué)傳感器檢測NO的原理  1.3 NO檢測電極的構(gòu)造  1.4 NO電極的標(biāo)定  1.5 NO電極的表征  1.6 NO電極的應(yīng)用  1.7 結(jié)論及展望  1.8 致謝  1.9 參考文獻(xiàn)第2章 農(nóng)藥生物傳感器  2.1 前言  2.2 生物催化劑在農(nóng)藥生物傳感器中的應(yīng)用  2.3 基于酶的生物傳感器  2.4 農(nóng)藥免疫傳感器  2.5 基于全細(xì)胞和細(xì)胞組織的農(nóng)藥傳感器  2.6 主要干擾物和樣品預(yù)處理  2.7 結(jié)論  2.8 致謝  2.9 參考文獻(xiàn)第3章 葡萄糖電化學(xué)生物傳感器  3.1 簡介  3.2 四十年的發(fā)展歷程  3.3 第一代葡萄糖生物傳感器  3.4 第二代葡萄糖生物傳感器  3.5 體外葡萄糖檢測  3.6 連續(xù)實時體內(nèi)監(jiān)測  3.7 結(jié)論與展望  3.8 參考文獻(xiàn)第4章 離子選擇性電極的新進展  4.1 前言  4.2 傳統(tǒng)離子選擇性電極  4.3 新的能量轉(zhuǎn)換原理  4.4 新型傳感材料  4.5 微型化  4.6 結(jié)論與展望  4.7 致謝  4.8 參考文獻(xiàn)第5章 電化學(xué)免疫分析及免疫傳感器研究進展  5.1 引言  5.2 抗體?抗原相互作用  5.3 免疫分析及免疫傳感器  5.4 抗體固定模式  5.5 電化學(xué)檢測技術(shù)  5.6 微流控電化學(xué)免疫分析系統(tǒng)  5.7 結(jié)論  5.8 參考文獻(xiàn)第6章 超氧化物電化學(xué)及生物傳感器：原理、進展及應(yīng)用  6.1 超氧化物的化學(xué)和生物化學(xué)過程  6.2 O2生物檢測綜述  6.3 O2電化學(xué)及O2電化學(xué)傳感器  6.4 O2電化學(xué)傳感器  6.5 結(jié)論及展望  6.6 致謝  6.7 參考文獻(xiàn)第7章 場效應(yīng)器件檢測帶電大分子：可行性和局限性  7.1 引言  7.2 裸EIS傳感器和功能化EIS傳感器結(jié)構(gòu)的電容?電壓特性  7.3 利用大分子自身所帶電荷直接檢測DNA  7.4 免指示劑檢測DNA的新方法  7.5 利用聚電解質(zhì)層和合成DNA的檢測結(jié)果  7.6 結(jié)論與展望  7.7 致謝  7.8 參考文獻(xiàn)第8章 生物樣品中H2S產(chǎn)物的電化學(xué)傳感器第9章 免疫傳感器的最新進展第10章 用于體內(nèi)pH測定的微電極第11章 生物芯片——原理與應(yīng)用第12章 生物燃料電池第13章 基于電活性無機多晶體的化學(xué)及生物傳感器第14章 基于納米粒子的生物傳感器和生物分析第15章 基于碳納米管的電化學(xué)傳感器第16章 基于溶膠?凝膠材料固定生物分子的生物傳感器第17章 基于蛋白質(zhì)直接電子轉(zhuǎn)移的生物傳感器索引

章節(jié)摘錄

插圖：5.5 電化學(xué)檢測技術(shù)前面我們討論了捕獲抗體在固相載體上的各種固定方法，然后根據(jù)所采用的免疫分析模式形成免疫復(fù)合物，接下來就需要一種檢測方法來定量檢測待測物。電化學(xué)檢測由于其自身的優(yōu)點常用于生物傳感器研究。這些優(yōu)點包括：電化學(xué)轉(zhuǎn)換的高靈敏性、易與現(xiàn)代微型化／微加工技術(shù)兼容、較低的能源需求、經(jīng)濟、不受樣品的濁度及顏色的影響等。在免疫分析及免疫傳感器中，由于大多數(shù)抗體和抗原本身沒有氧化還原活性，所以需要在免疫復(fù)合物的特殊位置進行標(biāo)記，來引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的電化學(xué)信號用于定量檢測樣品中的待測物。電化學(xué)檢測技術(shù)根據(jù)信號的類型可分為電位法、電流法、伏安法以及最近發(fā)展的電化學(xué)阻抗檢測，常用于免疫分析體系及免疫傳感器。下面介紹這四種檢測方法的基本原理，并對該領(lǐng)域近期工作中遇到的一些特殊問題進行討論。5.5.1 電位型免疫傳感器電位型免疫傳感器是基于測量抗體、抗原免疫反應(yīng)后指示劑與參比電極之間的電位變化來進行免疫分析的。迄今為止，有關(guān)基于電位檢測的免疫傳感器的研究報道較少。該檢測方法一個主要的缺點就是抗體一抗原發(fā)生免疫分析后電位變化不大。而且，樣品基底的干擾會使這種小的信號變化難以準(zhǔn)確檢測，所以電位型傳感器的可靠性及靈敏性較差。最近有文獻(xiàn)報道了一種電位型免疫傳感器，在聚吡咯修飾的絲網(wǎng)印刷電極表面檢測酶標(biāo)免疫復(fù)合物。首先在含有吡咯單體和十二烷基硫酸鈉的溶液中，進行循環(huán)伏安掃描至少4次，形成電聚合膜修飾電極；然后在電極上加一恒電位使聚吡咯膜達(dá)到其最終狀態(tài)。所形成的聚吡咯膜修飾電極在37℃時可以保存4個月，而且顯示良好的靈敏性。

編輯推薦

《電化學(xué)與生物傳感器:原理、設(shè)計及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用》系國外引進版翻譯圖書。主要介紹當(dāng)前最常用的電化學(xué)傳感器裝置的原理、設(shè)計及在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。除了電化學(xué)與生物傳感器的背景知識，還涉及不同類型傳感器的內(nèi)容。包括：設(shè)計技術(shù)及技巧，不同傳感器的優(yōu)缺點，傳感器的構(gòu)造及制作。適用于所有對化學(xué)傳感器和生物傳感器的發(fā)展和應(yīng)用感興趣的科學(xué)家、工程師及研究生。

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