2013化学与生物传感器复习重点

传感器原理与应用复习要点传感器是一种将非电学量转换为电学信号的装置，广泛应用于各个领域。

其原理可以分为物理效应、化学效应和生物效应三类。

下面是传感器原理与应用的复习要点：1.物理效应传感器：-热敏电阻：利用物质的电阻随温度变化的特性，常用于温度测量。

-压电传感器：利用压电材料电荷随机梯度变化的特性，可用于压力、力和加速度的测量。

-光电传感器：利用光的吸收、散射或发射等特性，常用于光强度、颜色和距离的测量。

-磁敏电阻：利用材料的磁阻随磁场变化的特性，可用于磁场的测量。

2.化学效应传感器：-pH传感器：利用溶液中氢离子浓度对电位的影响，用于测量酸碱度。

-气体传感器：利用气体与特定材料发生化学反应，测量气体浓度或类型。

-电化学传感器：利用电化学反应产生的电位差，测量氧气、氢气等的浓度。

3.生物效应传感器：-生物传感器：利用生物体与特定物质相互作用的特性，测量生物学参数，如酶、抗原和抗体等。

-DNA传感器：利用DNA序列的特定识别反应，用于检测和识别DNA的序列。

传感器的应用：1.工业自动化：传感器可用于测量温度、压力、流量、液位等工业参数，实现工业自动化控制。

2.环境监测：用于监测大气污染物质、水质、土壤质量等环境参数。

3.医疗保健：用于测量心率、体温、血压等生物参数，实现远程医疗监护。

4.智能家居：用于检测温度、湿度、光线等，实现智能调控家居环境。

5.汽车工业：应用于测量车速、转向角度、发动机参数，提升安全性和性能。

6.农业领域：用于监测土壤水分、光照强度、气温等农作物生长参数，实现精确农业。

总结起来，传感器的原理涉及物理、化学和生物效应，应用广泛，包括工业自动化、环境监测、医疗保健、智能家居、汽车工业和农业等领域。

对传感器的深入理解和应用有助于提升各个领域的技术水平和生活质量。

1.1生物医学测量基本(jīběn)特点1. 生物医学测量仪器(yíqì)部分：传感器和电极：解决(jiějué)信息获取。

放大器和测量电路：实现(shíxiàn)信息的电子化。

数据处理和显示：解决临床实际使用。

2. 从测量技术看，生物医学测量属于强噪声背景下低频微弱信号测量，被测信号是由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号。

从信号本身到测量方式，都有它自己的特殊性3. 人体测量的特点：（1）人体测量是以医学、生理学为基础的。

（2）生物医学测量的生理参数，有心电、脑电、肌电等各种生物电的电量参数，（3）还有体温、血压、呼吸、血流量、脉搏、心音等非电量参数，（4）生物医学被测量信号是生命系统的信息，与工程测量具有本质的不同。

4. 人体的运动与内环境稳态，依靠反馈对控制信息的纠正和调整而达到调节。

5.ECG:心电图，5uv-5mv，0.01-100hzEEG:脑电图，2-200uv，0.5-100hzEMG:肌电图，20uv-1mv，10hz-2khz6. 安全方面的三点基本考虑（1）测量中施加于人体的各种能量（2）测量的精确度和可靠性。

（3）测量中电防护7. 电流的生理效应（低频电流<1khz）：（1）产生焦耳热（2）刺激神经肌肉等细胞（3）使离子、大分子等振动、运动、取向8. 引起纤颤的最小电流计算公式为：I-为引起心室纤颤的最小电流，K-为动物（或人）的体重系数，t-为电击时间。

9.宏电击与微电击宏点击:在整体下,由感知电流造成的电击称为宏电击,超过0.7～1.1mA的感知电流阈值,可能造成严重电击事故。

微电击:由感觉阈以下电流所造成的电击,称为微电击。

例如, 20μA的电流自起搏导管流入心脏就会产生危险。

可使病人遭微电击而致死10. 人体的阻抗及自然保护机理人体的皮肤电阻,主要取决于上皮角质层。

不同部位的皮肤,其电阻差别很大11. 生物医学测量与模型肌肉(jīròu)模型：用一个弹簧和一个阻尼器类比(lèibǐ)一束肌肉，其中弹簧类比肌肉的弹性特征，而阻尼器类比肌肉的摩擦现象。

化学传感与生物传感传感是一种检测和感知环境变化的技术，在现代科学和工程领域中起着重要作用。

化学传感和生物传感是传感技术的两个重要分支，它们分别通过化学和生物学的手段来实现对特定物质或生物事件的检测和测量。

一、化学传感化学传感是利用化学反应或物理性质变化来检测和识别特定物质的技术。

它基于化学传感器的原理，通过与目标物质之间的相互作用来实现信号的转换和测量。

化学传感器可以是一种特定的化学试剂、分子探针或材料，它们能够与目标物质发生特定的化学反应，产生可观测的信号。

化学传感的实现离不开传感器的设计和制备。

传感器的设计需要考虑传感物质的选择、传感原理的确定以及信号转换和处理的方法。

常见的化学传感器包括pH传感器、离子传感器、气体传感器等。

这些传感器在环境监测、食品安全、医药检测等领域发挥着重要作用。

二、生物传感生物传感是利用生物体内的生物分子、生物反应或生物系统来检测和测量特定物质或生物事件的技术。

它基于生物传感器的原理，通过利用生物体内的特定反应来实现信号的转换和测量。

生物传感器可以是一种酶、抗体、细胞或生物材料，它们能够与目标物质或生物事件发生特异性的相互作用，产生可观测的信号。

生物传感的实现涉及到生物传感器的设计和构建。

传感器的设计需要考虑生物传感元件的选择、传感机制的确定以及信号转换和处理的方法。

常见的生物传感器包括免疫传感器、DNA传感器、细胞传感器等。

这些传感器在医学诊断、生物分析、环境监测等领域有着广泛应用。

三、化学传感与生物传感的应用化学传感和生物传感在各个领域都有重要应用。

在环境监测领域，化学传感和生物传感可以用于检测大气中的污染物、土壤中的重金属等。

在食品安全领域，化学传感和生物传感可以用于检测农产品中的农药残留、食品中的添加剂等。

在医学诊断领域，化学传感和生物传感可以用于检测血液中的生化指标、体液中的肿瘤标志物等。

化学传感和生物传感的发展离不开交叉学科的合作。

化学、生物学、材料学等学科的交叉融合使得传感技术在精确度、灵敏度和快速性方面得到了显著提高。

化学与生物传感器复习重点第一章 绪论1、定义传感器：是指一些能把光、声、力、温度、磁感应强度、化学作用和生物效应等非电学量转化为电学量或转换为具有调控功能的元器件。

2、基本构成传感器通常由敏感元件（感受器）和转换元件（换能器）组合而成。

3、工作原理4、生物传感器主要特点多样性、专一性强、无试剂分析、操作简单、可重复性使用5、生物传感器的常见性能指标1.灵敏度（sensitivity ）2.选择性（selectivity ）3.检测极限（detection limit or limit of detection ）4.检测范围或线性区间（linear range or dynamic range ）5.响应时间（response time, T95） 即从开始响应到信号达到最大强度的95%所需时间 待分析物 生物敏感膜 化学量或 物理量变化换 能 器可定量加工 的电信号第二章 分子识别元件及生物反应基础1、酶联免疫测定法特点：1）用酶促反应的放大作用来显示初级免疫学反应.2）灵敏度不高,但是特异性、重现性和准确性很好,成本低,稳定性好和操作安全等，应用最广.酶免疫分析主要有两种:夹心法和竞争法.夹心法要求抗原至少有两个结合点,不能用于检测半抗原,多用于测定大分子物质.产生的信号强度与结合在固相上的抗原量成比例关系.竞争法产生的信号强度与结合在固相上的酶标抗体量成正比例关系,与样品中的抗原量成反比关系.主要用于测定小分子抗原.E EE 固定抗体待检抗原 酶标记抗体底物 酶促反应 检 测2、核酸分子探针DNA的变性（denaturation）：双链DNA在加热或碱的存在下解离成两条单链DNA的过程。

热变性中DNA解链一半时的温度叫变性温度Tm。

DNA的复性或退火（annealing）：变性的DNA在缓慢降低温度恢复原始的双螺旋结构的过程。

核酸分子杂交：两条单链DNA分子经退火形成双链DNA的现象叫核酸分子杂交。

化学与生物传感器技术的研究与应用1. 引言在当今科技发展迅速的时代，化学与生物传感器技术的研究与应用日益引起人们的关注。

传感器是一种能够感知和测量环境中特定物质或信号的装置，化学与生物传感器则是利用化学或生物原理来实现对特定物质的高灵敏度、高选择性检测的技术。

本文将着重介绍化学与生物传感器技术的研究方向、原理和应用。

2. 化学传感器技术的研究与应用2.1 化学传感器的分类化学传感器是利用化学反应实现对目标物质检测的传感器。

根据工作原理和测量参数的不同，化学传感器可以分为气体传感器、离子传感器、光学传感器、电化学传感器等多种类型。

2.2 化学传感器的原理以气体传感器为例，其工作原理是通过感受层与目标气体进行作用，从而引发物理或化学反应，进而改变传感器的电学、热学或光学特性。

通过测量这些特性的变化，可以确定目标气体的浓度。

2.3 化学传感器的应用化学传感器广泛应用于环境监测、食品安全检测、医疗诊断、工业过程控制等领域。

例如，气体传感器可以用于监测空气中污染物的浓度，电化学传感器可用于检测血液中的葡萄糖浓度。

3. 生物传感器技术的研究与应用3.1 生物传感器的分类生物传感器是利用生物分子的特异性与物质之间的相互作用实现对目标物质检测的传感器。

根据检测方法的不同，生物传感器可分为酶传感器、抗体传感器、细胞传感器等多种类型。

3.2 生物传感器的原理以酶传感器为例，其工作原理是利用酶与底物发生特异性反应，产生可测量的信号。

通过测量信号的强度，可以确定目标物质的浓度。

3.3 生物传感器的应用生物传感器在生物医学领域、环境监测、食品安全等方面具有广泛的应用前景。

例如，抗体传感器可用于检测食品中的有害物质，细胞传感器可用于检测环境中的污染物。

4. 化学与生物传感器的结合技术化学与生物传感器的结合技术是近年来的研究热点，它可以充分利用化学和生物的优势，实现对目标物质的高灵敏度、高选择性检测。

4.1 化学与生物传感器的结合原理化学与生物传感器的结合原理是将生物分子（如抗体、酶）与化学传感器相结合，通过生物分子对目标物质的识别和反应，实现对目标物质的检测。

生物界中的化学传感器和生物传感器随着化学和生物学知识的不断发展，化学传感器和生物传感器逐渐成为研究的热点。

化学传感器主要使用化学反应来检测物质，而生物传感器则利用生物体系来实现物质检测。

本文以生物界中的化学传感器和生物传感器为主题，探讨这两种传感器的研究现状和应用价值。

一、化学传感器化学传感器是利用化学反应实现物质检测的一种新型传感技术。

其主要特点是：高灵敏度、高选择性、快速反应、实时检测、简单易用等。

化学传感器的研究涉及化学、物理、生物等多个领域，目前主要用于环境监测、生物诊断、食品安全等方面。

1、基于化学反应的传感器基于化学反应的传感器是一种普遍应用的化学传感器。

它利用借助物和探测物之间的化学反应，来检测物质。

主要是通过颜色变化、发光等方式进行检测。

常用的基于化学反应的传感器有：光学传感器，电化学传感器和荧光传感器。

光学传感器采用的是荧光、发光或吸收原理，通过检测样品的颜色变化来识别样品。

电化学传感器则是基于电化学的检测原理，通过测量电流或电压的变化，来判断样品是否存在。

荧光传感器则是一种利用被激发的荧光团的发射光谱进行检测的传感器。

2、基于纳米技术的传感器基于纳米技术的传感器是近年来发展起来的一种新型传感器，在计算和电子领域中也得到了许多广泛应用。

其主要特点是：灵敏度高、选择性好、响应速度快等优点。

常见的基于纳米技术的传感器有：表面增强拉曼散射(SERS)传感器、磁性纳米粒子传感器。

SERS传感器是一种光学传感器，它是通过特殊纳米结构对光的增强效应来实现的。

当光照射在样品表面时，会形成一个特殊的电场，使物质在表面生成银纳米颗粒，可以产生更强的拉曼散射效应，从而提高了检测灵敏度。

磁性纳米粒子传感器则可以封装在微小的生物体系中，增加了检测灵敏度和特异性。

二、生物传感器生物传感器是利用生物体系实现物质检测的一种传感技术，具有高灵敏度、高选择性、高特异性和实时检测等优点。

其研究范围包括基因检测、蛋白质检测、细胞和微生物检测等。

化学与生物传感器了解生物传感器的化学检测原理和应用化学与生物传感器：了解生物传感器的化学检测原理和应用一、引言生物传感器是一种可以将生物信号转换为可观测和可测量的信号的装置，它在医疗、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用。

生物传感器的核心是化学检测原理，本文将介绍生物传感器的化学检测原理和应用。

二、生物传感器的分类生物传感器按照检测原理和传感器结构可以分为多种类型，例如生物电传感器、光学传感器、电化学传感器等。

在这些类型中，化学检测原理在电化学传感器中被广泛应用。

三、化学检测原理化学检测原理是生物传感器中实现信号转换的关键。

电化学传感器利用电化学反应过程将生物信号转换为电信号，常用的电化学检测原理有溶液电池、电解质传感器和生物燃料电池。

1. 溶液电池溶液电池是利用溶液中的离子交换过程产生电势差的原理进行检测的。

它通过在传感器中加入特定的离子溶液，当待检测的生物信号与溶液中的离子发生反应时，就会产生离子交换，进而形成电势差。

通过测量电势差的变化，可以定量分析生物信号的含量。

2. 电解质传感器电解质传感器是利用溶液中电解质浓度与电导率成正比的原理进行检测的。

生物传感器中的电解质传感器常常使用离子选择性电极来测量溶液中特定离子的浓度变化，从而间接地反映生物信号的变化。

3. 生物燃料电池生物燃料电池是利用生物体内产生的化学能转换为电能的原理进行检测的。

它利用生物催化剂来催化生物燃料的氧化还原反应，从而产生电流。

生物燃料电池在检测生物信号时，可利用生物体内的代谢产物作为燃料，例如葡萄糖、乳酸等。

四、生物传感器的应用生物传感器具有高灵敏度、高选择性、可重复使用等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。

1. 医疗领域生物传感器在医疗领域中可以用于血液分析、疾病诊断和治疗监测等。

例如，血糖传感器可用于连续监测糖尿病患者的血糖水平，生物蛋白传感器可用于检测肿瘤标志物。

2. 环境监测生物传感器在环境监测中可以用于检测水质、空气质量和土壤污染等。

化学与生物传感器技术在现代科技高速发展的时代，越来越多的人意识到了科学技术在我们日常生活中的重要性。

其中，化学与生物传感器技术作为一种有力的技术手段，已经深入到了我们的生活中。

本文将介绍化学与生物传感器技术的原理、应用以及其在生活中的前景。

首先，让我们来了解一下传感器的概念。

传感器是一种能够感知某种物理量或化学物质的器件，它能将这些物理量或化学物质转化为电信号或其他形式的信号输出。

传感器的原理是基于材料的特性变化来进行工作的，而这些特性变化又与被感知的物质或物理量有关。

化学传感器是一种能够感知化学物质存在与否以及浓度变化的传感器。

它利用了化学反应、光学、电化学等原理，能够准确快速地检测出目标化学物质。

例如，气体传感器能够感知环境中的气体浓度，水质传感器能够检测水中的污染物质浓度。

化学传感器的应用十分广泛，可以用于环境监测、食品安全检测、医学诊断等领域。

以食品安全检测为例，化学传感器可以用于检测食品中的毒素和污染物质，确保食品安全，保护人们的健康。

除了化学传感器，生物传感器也是一种广泛应用的传感器技术。

生物传感器利用了生物分子相互作用的特性，将目标分子转化为电信号或光信号输出，从而实现对生物分子的检测和监测。

生物传感器可以应用于医学诊断、生物学研究等领域。

例如，血糖仪就是一种常见的生物传感器，它能够通过检测血液中的葡萄糖浓度，实现对糖尿病患者血糖水平的监测和控制。

化学与生物传感器技术的发展为人们的生活带来了许多便利。

它们具有快速、准确、灵敏等特点，能够为人们提供及时有效的检测结果。

在医学诊断领域，传感器技术的应用可以帮助医生迅速发现病情，提高诊断的准确性和速度。

在环境监测领域，传感器技术可以及时感知环境中的危险物质，帮助人们保护环境和健康。

在食品安全领域，传感器技术的应用可以高效地筛查出食品中的污染物质，保证人们的食品安全。

未来，化学与生物传感器技术有望在更多领域得到应用。

随着科学技术的不断进步，传感器技术的灵敏度和准确性将不断提高，应用范围也将更加广泛。