生物与离子敏传感器MEMS技术及应用

本分册为丛书的专业分册，介绍了国际上近年来进行的有关生物和离子敏传感器与MEMS技术的研究成果及目前在此领域的研究进展。全书论述了生物、离子敏信息及获取技术，生物与离子敏传感技术的基础，生物分子、细胞、组织、类器官传感与MEMS技术，化学无机离子、有机离子传感、重金属离子传感器和MEMS技术以及生物和离子敏传感器与MEMS技术在生物医学、环境检测、食品安全以及国防科技等相关领域的应用实例。

王平，博士，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物医学工程系教授，生物传感器国家专业实验室主任，生物医学工程教育部重点实验室主任，博士生导师。国家杰出青年、国家百千万人才、全国优秀科技工作者。主持国家自然科学基金委重大仪器专项等多项国家重点项目。发表学术论文400余篇，出版中英文著作多部。

第1章 绪论 11.1 生物敏传感器的概念和研究现状 11.2 离子敏传感器的概念和研究现状 41.3 生物敏传感器微系统的概念和研究现状 91.4 离子敏传感器微系统的概念和研究现状 13参考文献 14第2章 生物敏传感器的研究与应用 162.1 概述 162.2 生物敏感材料的发展 162.2.1 分子型生物敏感材料 172.2.2 细胞型生物敏感材料 212.2.3 组织器官型生物敏感材料 222.3 生物分子传感器 252.3.1 生物活性分子的固定 252.3.2 DNA微系统传感器 282.3.3 酶生物传感器 332.3.4 免疫型生物传感器 352.4 细胞与组织传感器 372.4.1 基于细胞的生物传感器 372.4.2 基于组织的生物传感器 492.5 生物传感微系统 542.5.1 电化学类生物传感器微系统 542.5.2 光学类生物传感器微系统 622.5.3 生物传感器微系统的应用 652.6 仿生传感阵列 662.6.1 基于酶的生物传感阵列 662.6.2 基于抗体的生物传感阵列 682.6.3 基于适配体的生物传感阵列 702.6.4 基于细胞的生物传感阵列 71参考文献 71第3章 离子敏传感器的研究与应用 773.1 概述 773.2 电位型电化学离子传感器 773.2.1 电化学测量技术概述 773.2.2 离子选择电极及其应用 793.2.3 离子敏场效应晶体管传感器及其应用 823.2.4 光寻址电位传感器及其应用 863.3 伏安型电化学离子传感器 893.3.1 伏安测量技术的原理 893.3.2 金属及金属氧化物纳米材料修饰电极的应用 913.3.3 碳质纳米材料修饰电极的应用 943.3.4 生物分子及导电聚合物修饰电极的应用 973.4 比色法光学离子传感器 1013.4.1 概述 1013.4.2 基于智能手机的比色传感器 1033.4.3 基于扫描仪的比色传感器 1073.4.4 基于示数型试纸条的比色传感器 1103.5 荧光法离子传感器 1133.5.1 单荧光团“开-关”离子传感器 1143.5.2 比率荧光离子传感器 1163.5.3 FRET离子传感器 1193.6 离子传感器阵列及智能感知系统 1233.6.1 电极阵列离子传感器 1233.6.2 FET阵列离子传感器 1253.6.3 光学阵列离子传感器 1263.6.4 智能感知及其在离子传感器阵列上的应用 1293.7 电子舌在生物医学和环境检测中的应用 1313.7.1 电子舌在生物医学中的应用 1323.7.2 电子舌在环境检测中的应用 1343.7.3 电子舌在食品检测中的应用 137参考文献 141第4章 生物和离子敏传感器微系统及其应用 1474.1 概述 1474.2 BioMEMS与BioNEMS原理 1474.2.1 BioMEMS原理 1474.2.2 BioNEMS原理 1504.3 BioMEMS与BioNEMS应用 1514.3.1 BioMEMS应用 1514.3.2 BioNEMS应用 1544.4 生物与离子敏传感器及其微系统的研究进展 1554.4.1 电化学离子与生物敏传感器及其微系统 1554.4.2 热量型生物传感器及其微系统 1644.4.3 声表面波生物传感器及其微系统 1664.4.4 悬臂梁式生物传感器及其微系统 1684.4.5 场效应晶体管式生物与离子敏传感器及其微系统 1714.5 生物与离子敏传感器及其微系统在环境检测中的应用 1804.5.1 生物与离子敏传感器及其微系统在环境污染检测中的应用 1804.5.2 生物与离子敏传感器微系统在军事领域的应用 187参考文献 195第5章 生物和离子敏传感器在医学及临床中的应用 2015.1 概述 2015.2 传感器在医学上应用的要求 2015.2.1 传感器在医学与临床应用中安全性与可靠性问题 2025.2.2 生物医学传感器在医学与临床应用中定量检测与干扰因素问题 2095.3 生物和离子敏传感器在医学检验中的应用 2155.3.1 离子敏传感器对生物活体液中离子的检测 2155.3.2 生物传感器对葡萄糖浓度的检测 2215.3.3生物传感器对体液中其它有机化合物的检测 2275.4 生物和离子敏传感器在健康监测方面的应用 2305.4.1 生物和离子敏传感器在临床监测中的应用 2305.4.2生物和离子敏传感器在日常监测中的应用 2355.5生物和离子敏传感器在疾病诊断和预防的应用 2415.5.1 生物传感器和离子敏传感器在疾病诊断中的应用 2425.5.2 生物和离子敏传感器在疾病预防中的应用 2475.6 生物相容性相关问题 2515.6.1 传感器及医疗器械植入机体的宿主反应 2515.6.2 传感器的生物相容性及其评价 2525.6.3植入式传感器的生物相容性 254参考文献 259第6章 新型生物和离子敏传感器的发展 2636.1 概述 2636.2 生物电子舌的发展 2636.2.1 生物和人工味觉感知系统 2636.2.2 基于味觉功能材料的生物电子舌 2666.2.3 基于生物味觉感受系统的在体生物电子舌 2746.3 微流控离子传感器 2756.3.1微流控芯片的设计与加工 2766.3.2 微流控芯片的组成 2776.3.3微流控平台与离子传感系统 2796.3.4新型微流控离子传感器 2846.3.5展望 2876.4 器官类器官生物芯片 2886.4.1 三维细胞与类器官的研究现状 2886.4.2 器官芯片和类器官芯片 2916.4.3 新型生物传感器 2946.4.4 类器官芯片与生物传感器的结合 2986.4.5 类器官生物芯片的研究展望 2996.5 植入式生物和离子敏传感器 2996.5.1 基于动物的植入式生物和离子传感器进展 2996.5.2 植入式体内生物与离子传感器进展 3026.6 可穿戴式生物传感器 3106.6.1 可穿戴式汗液生物传感器 3106.6.2 可穿戴式泪液生物传感器 3156.6.3 可穿戴式唾液生物传感器 3186.6.4 可穿戴式生物传感器发展趋势 321参考文献 322第7章 生物和离子敏传感器微系统的展望 3307.1 概述 3307.2 生物敏传感器的展望 3307.2.1 多参数细胞传感技术的发展展望 3307.2.2 石墨烯生物敏传感器 3337.3 离子敏传感器的展望 3377.4 生物敏传感器与MEMS微系统技术的展望 3417.5 离子敏传感器与MEMS微系统技术的展望 343参考文献 344