2018-8-12 王平实验室生物医学传感与检测技术介绍(上网)
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《生物医学传感器与检测技术实验》教案大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学传感器与检测技术实验Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques二、课程编码:0702831三、学时与学分:24/1.5四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,项目生理学,电子测试与实验,生物医学测量与仪器实验。
五、课程教案目标1.本课程是生物医学项目专业的一门专业课,它应用电子技术,传感器测量技术和计算机技术,解决生物医学领域中的信号提取,检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题;2.使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标,学习正确使用传感器,设计检测电路,掌握基本测量技术;3.为医学仪器设计奠定基础。
六、适用学科专业生物医学项目七、基本教案内容与学时安排●热敏器件及温度传感器特性实验<4学时)●压力传感器性能实验<4学时)●气敏传感器特性实验<4学时)●光电式脉搏探测器<4学时)● ECG前置放大器<4学时)●陷波器仿真、制作与调试<4学时)●安全隔离设计与调试<4学时)● ECG放大器的整体调试<4学时)● 12导联心电工作站的原理及使用<4学时)八、教材及参考书:教材:生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材,武汉:华中科技大学教材科,2004年9月参考文献:1.生物医学检测技术讲义,杨玉星自编教材,1998年2.生物医学电子学,蔡建新,张唯真,北京大学出版社,1997年3.传感器原理与应用,黄贤钨,电子科技大学出版社,1999年4.生物医学测量,陈延航,人民卫生出版社,1986年5.医学物理,刘普和,人民卫生出版社,1986年6.医学仪器-应用与设计,约翰G.韦伯斯特,新时代出版社,1985年7.Protel 98 for windows电路设计应用指南,程凡等,人民邮电出版社,1999年九、考核方式实验报告+实践表现《生物医学测量与仪器实验》教案大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学测量与仪器实验Experiments inBiomedical Measure and Instrumentation二、课程编码:三、学时与学分:16/1四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,项目生理学,电子测试与实验。
生物传感技术在农产品质量检测中的应用随着人们对食品安全和质量的日益关注,农产品质量检测变得越来越重要。
而生物传感技术作为一种新兴的检测手段,正在被广泛应用于农产品的质量和安全监测中。
本文将介绍生物传感技术在农产品质量检测中的应用,包括基本原理、具体应用、优势和挑战等方面。
一、生物传感技术基本原理生物传感技术是利用生物元素,如细胞、生物分子或生物材料,通过感知、传递和转换信号的方式,实现对目标物质的检测和分析。
其基本原理包括生物识别、生物传递和生物转换三个步骤。
首先,生物元素通过特异性识别目标物质,如通过酶活性、抗体疾病、DNA、RNA等与目标物质结合。
然后,目标物质与生物元素之间的相互作用被传递到传感器,通过转换成可测量的信号,如电化学信号、光学信号或压力信号。
最后,利用传感器对信号进行测量和分析,从而实现对目标物质的定量检测。
二、生物传感技术在农产品质量检测中的应用1. 农药残留检测农药残留是影响农产品质量和安全的重要因素之一。
传统的农药残留检测方法耗时耗力,而生物传感技术能够通过对农药与生物元素间的相互作用进行检测,实现快速、高效的农药残留检测。
例如,利用酶活性与农药残留物间的反应,可以开发出高灵敏度、高特异性的生物传感器,实现对农产品中农药残留量的准确检测。
2. 食品添加剂检测食品添加剂对农产品的质量和安全也有重要影响。
传统的食品添加剂检测方法繁琐且不易快速得到结果。
利用生物元素的高度选择性,生物传感技术可以有效地检测并定量分析食品添加剂的存在。
例如,利用酶活性与添加剂之间的相互作用实现对食品中添加剂的检测,具有高灵敏度和准确性。
3. 农产品污染检测农产品的污染问题是影响质量和安全的重要因素之一。
传统的污染检测方法通常需要复杂的仪器设备和昂贵的试剂,而生物传感技术可以通过使用生物元素作为传感器,实现对多种农产品污染物的快速检测。
例如,利用生物元素对污染物的高度选择性和敏感性,可以开发出高通量的生物传感器,可同时检测多种农产品污染物。
!!题目 生物传感器与测试技术实验报告汇总 姓名与学号 蒋昊铮 3120100277年级与专业 大三 生物系统工程指导教师 王剑平所在学院 生物系统工程与食品科学学院⽬目录:实验⼀一 热电偶传感器实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯2实验⼆二 热敏电阻传感器实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯5实验三 RTD热电阻传感器实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯9实验四 光敏电阻传感器实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯12 实验五 霍尔传感器实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯15 实验六 应变桥实验 …⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯…⋯19 实验⼀一 热电偶传感器实验⼀一、实验⽬目的:了解热电偶测量温度的原理和调理电路,熟悉调理电路⼯工作⽅方式。
⼆二、实验内容:本实验主要学习以下⼏几⽅方⾯面的内容1. 了解热电偶特性曲线;2.观察采集到的热信号的实时变化情况。
3. 熟悉热电偶类传感器调理电路。
三、实验仪器、设备和材料:(1)所需仪器myDAQ、myboard、nextsense01热电偶实验模块、万⽤用表(2)注意事项1.在插拔实验模块时,尽量做到垂直插拔,避免因为插拔不当⽽而引起的接插件插针弯曲,影响模块使⽤用。
2.禁⽌止弯折实验模块表⾯面插针,防⽌止焊锡脱落⽽而影响使⽤用。
3.更换模块或插槽前应关闭平台电源。
4.开始实验前,认真检查热电偶的连接,避免连接错误⽽而导致的输出电压超量程,否则会损坏数据采集卡。
《生物医学传感器与检测技术实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学传感器与检测技术实验Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques二、课程编码:0702831三、学时与学分:24/1.5四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,工程生理学,电子测试与实验,生物医学测量与仪器实验。
五、课程教学目标1.本课程是生物医学工程专业的一门专业课,它应用电子技术,传感器测量技术和计算机技术,解决生物医学领域中的信号提取,检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题;2.使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标,学习正确使用传感器,设计检测电路,掌握基本测量技术;3.为医学仪器设计奠定基础。
六、适用学科专业生物医学工程七、基本教学内容与学时安排●热敏器件及温度传感器特性实验(4学时)●压力传感器性能实验(4学时)●气敏传感器特性实验(4学时)●光电式脉搏探测器(4学时)●ECG前置放大器(4学时)●陷波器仿真、制作与调试(4学时)●安全隔离设计与调试(4学时)●ECG放大器的整体调试(4学时)●12导联心电工作站的原理及使用(4学时)八、教材及参考书:教材:生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材,武汉:华中科技大学教材科,2004年9月参考文献:1.生物医学检测技术讲义,杨玉星自编教材,1998年2.生物医学电子学,蔡建新,张唯真,北京大学出版社,1997年3.传感器原理与应用,黄贤钨,电子科技大学出版社,1999年4.生物医学测量,陈延航,人民卫生出版社,1986年5.医学物理,刘普和,人民卫生出版社,1986年6.医学仪器-应用与设计,约翰G.韦伯斯特,新时代出版社,1985年7.Protel 98 for windows电路设计应用指南,程凡等,人民邮电出版社,1999年九、考核方式实验报告+实践表现《生物医学测量与仪器实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学测量与仪器实验Experiments in Biomedical Measure and Instrumentation二、课程编码:三、学时与学分:16/1四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,工程生理学,电子测试与实验。
生物传感器的发展与利用20104033113草业科学王平生物传感器的发展与利用摘要: 近年来,生物传感器已广泛应用于基础研究、生物组分检测、临床疾病诊断、过程控制与检测、环境监控与保护等许多领域,电化学生物传感器是其中一个重要分支.纳米材料的尺寸小、比表面积大、表面原子配位不足、活性位点多等特性为生物传感器研究提供了新的途径,其迅猛发展对新型生物传感器的研制具有重要应用价值和意义.本文着重探讨了纳米材料在构建新型电化学生物传感器中的应用研究.关键词:生物传感器;电化学传感器;光生物传感器引言生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学以及微电子技术等多种学科互相渗透成长起来的技术,2000年国际纯粹和应用化学联合会( IUPAC) 提出了一个非常严格的生物传感器定义: 生物传感器应是一个独立的、完整的装置,通过利用与换能器保持直接空间接触的生物识别元件,它能够提供特殊的定量和半定量分析信息.生物传感器具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在复杂的体系中进行在线连续监测的特点,能广泛应用于基础研究、生物组分检测、临床疾病诊断、过程控制与检测、环境监控与保护等许多领域.按照生物传感器的分子识别元件,可以把生物传感器分为: 组织传感器、DNA 生物传感器、免疫传感器、微生物传感器和酶生物传感器等.按照生物传感器所用的换能器,可以把生物传感器分为电化学生物传感器、热敏型生物传感器、场效应管生物传感器和测光型生物传感器等.1、纳米材料构建的生物传感器纳米材料又称纳米结构材料,是指三维空间尺寸中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。
由于纳米材料小尺寸以及特殊的表面状态,使其表现出许多既不同于微观粒子又不同于宏观物体的特性,例如小尺寸效应、表面接口效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等等。
对电化学生物传感电极,由于纳米材料比表面积大、表面反应活性高、表面原子配位不全等导致表面的活性位点增加,催化效率提高,吸附能力增强,常常可以作为电极表面的修饰材料或者生物分子的固定基底起到提高传感器性能的作用。
生物医学传感技术
王平
浙江大学
生物医学工程与仪器科学学院
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生物医学传感器的分类
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人体生理信息的研究现状
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传感器的集成制造技术
传感器的集成制造技术
物理类传感器举例
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物理类传感器举例
化学类传感器
化学类传感器举例
化学类传感器举例
生物传感器
生物传感器
生物传感器
谢谢!
王平
浙江大学。
生物传感技术与健康监测生物传感技术是一种利用生物体内分子或细胞为传感元件的检测技术。
它通过测量生物体内的特定生物标志物来监测人体的健康状况,为健康管理提供有力的支持。
在过去的几十年里,生物传感技术在健康监测领域发展迅猛。
传统的健康监测方法通常需要进行复杂的操作,例如抽血、化验等,不仅费时费力,而且对人体有一定的创伤。
而生物传感技术的出现,改变了这种情况。
通过设计和合成特定的传感元件,可以非侵入性地、实时地监测人体内的各种生物分子和细胞活动。
以血糖监测为例,生物传感技术可以通过检测血液中的葡萄糖水平来帮助糖尿病患者管理血糖水平。
传统的血糖监测方法需要定期进行空腹血糖检测,而生物传感技术可以实现实时血糖监测,为患者提供更准确的数据。
目前已经有一些商用的血糖传感器上市,能够将血糖数据通过蓝牙传输到智能手机上,让患者随时了解自己的血糖状况。
除了血糖监测,生物传感技术还可以应用于心电监测、血氧饱和度监测、呼吸监测等领域。
例如,一些智能手表配备了心率传感器,能够连续监测用户的心率,并将数据上传到智能手机上,为用户提供身体健康的即时反馈。
另外,生物传感技术还可以应用于早期疾病筛查,通过检测特定的生物标志物来发现疾病的早期信号,提高治疗的效果。
生物传感技术的发展离不开纳米材料和生物工程技术的支持。
纳米材料的出现使得传感器具有更高的灵敏度和选择性,可以在更低的浓度下检测到目标分子。
生物工程技术的进步则提供了更多的传感元件的选择,例如酶、抗体等,可以针对不同的目标分子设计和合成传感器。
然而,生物传感技术在健康监测领域仍面临一些挑战。
一方面,目前的生物传感技术大多还处于实验室阶段,离商业化应用还有一定的距离。
另一方面,生物传感技术在实际应用中还面临一些技术难题,例如传感器的稳定性、精度、可重复性等问题。
总的来说,生物传感技术的发展为我们了解和监测人体健康状况提供了重要的工具。
随着纳米材料和生物工程技术的不断推进,生物传感技术有望在未来实现更加精准和可靠的健康监测,为人们的健康管理提供更有力的支持。
微生物传感器的应用研究谢佳胤;李捍东;王平;李霁【摘要】微生物传感器是一种以微生物活细胞或细胞碎片作为敏感元件,结合电化学换能器,对被分析物具有高度选择性的装置,具有灵敏度高、检测速度快、操作简便、成本低、可进行连续动态监测等优点.在介绍微生物传感器的结构、工作原理及分类的基础上,对其在生物工业、环境监测和临床医学等领域中的应用研究进行综述,并探讨了微生物传感器的发展前景.【期刊名称】《现代农业科技》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】4页(P11-13,15)【关键词】微生物传感器;生物工业;环境监测;临床医学【作者】谢佳胤;李捍东;王平;李霁【作者单位】中南林业科技大学生命科学与技术学院,湖南长沙,410004;中国环境科学研究院;中国环境科学研究院;中南林业科技大学生命科学与技术学院,湖南长沙,410004;中国环境科学研究院【正文语种】中文【中图分类】X859生物传感器是一个典型的多学科交叉产物,结合了生命科学、分析化学、物理学和信息科学及其相关技术,能够对所需要检测的物质进行快速分析和追踪[1-4]。
根据分子识别元件的不同,可将其分成7类[5-7]:酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、核酸传感器、分子印迹生物传感器。
随着微生物固定化技术的发展,微生物传感器的研究和应用取得很大的进展。
微生物传感器以微生物活体作为识别元件,特别适用于需复酶和辅酶再生系统参与的生物反应测定,在生化需氧量和生物毒性等综合指标的监测上表现出独特优势[8-11]。
微生物传感器分析周期短,操作简便,自动化程度高,具有较高的精密度和准确度,节省了人力、物力,提高了工作效率,能广泛应用于地表水、生活污水及部分工业废水的测定[12]。
微生物传感器现已应用于生物工业、环境监测、临床医学等领域,具有广泛的发展前景。
1 微生物传感器的结构微生物传感器是使用微生物活细胞或细胞碎片作为敏感元件与电化学换能器来制备生物传感器[13-14]。