本教材系统阐述了生物医学传感器的基础理论与国内外最新研究进展。全书共分六章，整体内容由三大模块构成：第1～2章为基础篇，系统介绍生物医学传感器的基本概念、分类方法、基本结构及测量原理，并概述其发展历程与研究现状；第3～5章为主体篇，分别深入探讨典型的物理量、化学量和生物量生物医学传感器的原理、结构及在医学与生命科学中的具体应用；第6章为前沿篇，集中介绍近年来快速发展的便携式与穿戴式传感检测技术。本教材强调基础理论、典型器件与实际应用的有机衔接，体现了从单一传感器元件到集成化、智能化传感系统的编写思路，全面覆盖现代生物医学传感器的原理、结构与检测方法，并通过典型应用案例，展示其在医学诊疗、健康监测、环境科学与公共卫生等领域的最新成果。本教材配套有彩图及电子课件。
样章试读
目录
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第1章 绪论 1
1.1 生物医学传感器的概念 1
1.1.1 传感器的基本概念 1
1.1.2 生物医学传感器的基本概念 2
1.2 生物医学传感器的基本组成与分类 2
1.2.1 生物医学传感器的基本组成 2
1.2.2 生物医学传感器的分类 3
1.3 生物医学传感器的性能要求与现状 4
1.3.1 生物医学传感器的性能要求 4
1.3.2 生物医学传感器的发展现状与特点 4
1.4 生物医学传感器的发展趋势 5
第2章 生物医学传感器构成及测量基础 8
2.1 生物医学传感器敏感材料与技术 8
2.1.1 金属敏感材料 9
2.1.2 半导体敏感材料 12
2.1.3 无机陶瓷敏感材料 13
2.1.4 复合敏感材料 14
2.2 生物医学传感器的基本结构 15
2.2.1 电学式传感器 15
2.2.2 声波传导式传感器 17
2.2.3 光敏式传感器 18
2.3 生物医学传感器的制备技术 19
2.3.1 半导体材料集成制造技术 20
2.3.2 陶瓷材料制备技术 21
2.3.3 薄膜、厚膜和聚合物膜的制备技术 22
2.3.4 3D打印技术 23
2.4 生物医学传感器检测系统 25
2.4.1 生物医学传感器检测系统的基本组成 25
2.4.2 数字信号处理技术 27
2.4.3 传感器微弱信号检测 27
2.4.4 改善传感器性能的共性技术 29
2.5 生物医学传感器的基本性能指标 31
2.5.1 静态特性及其指标 31
2.5.2 传感器的传递函数及动态特性 34
2.6 生物相容性设计 37
2.6.1 生物相容性概念 37
2.6.2 生物相容传感器设计方法 37
2.6.3 生物相容性反应 38
2.6.4 生物相容传感器改性和修饰方法 39
2.6.5 生物相容性评价 39
第3章 物理量生物医学传感器 43
3.1 电阻式传感器 43
3.1.1 金属应变式传感器 43
3.1.2 压阻式传感器 49
3.1.3 电阻式传感器在生物医学中的应用 50
3.2 电感式传感器 54
3.2.1 变隙自感式传感器 54
3.2.2 差动变压器电感式传感器 58
3.2.3 电涡流式传感器 62
3.2.4 电感式传感器在生物医学中的应用 65
3.3 电容式传感器 67
3.3.1 工作原理 68
3.3.2 测量电路 73
3.3.3 电容式传感器在生物医学中的应用 75
3.4 压电式传感器 78
3.4.1 工作原理 78
3.4.2 测量电路 82
3.4.3 压电式传感器在生物医学中的应用 85
3.5 磁电式传感器 88
3.5.1 磁电式传感器概述 88
3.5.2 霍尔传感器 91
3.5.3 磁电式传感器在生物医学中的应用 94
3.6 光电式传感器 96
3.6.1 光电转换原理 97
3.6.2 光电敏感器件 97
3.6.3 光纤传感器 103
3.6.4 图像传感器 104
3.6.5 光电式传感器在生物医学中的应用 107
3.7 热电式传感器 111
3.7.1 热电阻传感器 111
3.7.2 热电偶传感器 .114
3.7.3 集成温度传感器 .117
3.7.4 辐射测温传感器 .119
3.7.5 温度传感器在生物医学中的应用 121
第4章 化学量生物医学传感器 125
4.1 化学传感器基础概念 125
4.1.1 定义 125
4.1.2 发展脉络 126
4.1.3 分类体系 126
4.2 电化学传感技术 127
4.2.1 基本概念 127
4.2.2 测量原理 132
4.2.3 测量方法 135
4.3 光化学传感技术 137
4.3.1 光电化学传感原理与测量方法 138
4.3.2 荧光化学传感原理与测量方法 139
4.3.3 化学发光传感原理与测量方法 141
4.3.4 电化学发光传感原理与测量方法 143
4.4 典型电化学传感器 145
4.4.1 玻璃电极 145
4.4.2 钾离子选择性微电极 149
4.4.3 离子敏场效应管 151
4.4.4 一氧化碳气体传感器 153
4.5 其他典型化学传感器 156
4.5.1 金属氧化物半导体气体传感器 156
4.5.2 光化学传感器 160
4.5.3 质量敏感传感器 163
4.6 化学传感器阵列 166
4.6.1 离子选择性微电极阵列 166
4.6.2 气体传感器阵列 168
4.6.3 传感器阵列信息处理 170
4.7 样品前处理技术及其在微系统中的应用 172
4.7.1 样品前处理概述 172
4.7.2 样品预分离 173
4.7.3 样品预富集 180
4.7.4 微系统前处理技术的生物医学应用 184
第5章 生物量生物医学传感器 191
5.1 生物传感器的基础概念 191
5.1.1 生物传感器的定义、组成及主要特性 191
5.1.2 生物传感器的发展历程 193
5.2 生物传感器的构建 195
5.2.1 生物敏感元件及其识别原理 195
5.2.2 生物敏感元件的固定化技术 202
5.2.3 信号换能器与传感检测技术 206
5.3 生物传感器的应用 213
5.3.1 生化分析与临床检验 213
5.3.2 标志物检测与体外诊断 215
5.3.3 数字化生物传感检测与应用 217
5.4 全细胞与器官芯片传感器 220
5.4.1 微生物细胞传感器 220
5.4.2 真核细胞生物传感器 224
5.4.3 器官与类器官芯片 226
5.5 高通量生物传感器 230
5.5.1 微流控芯片 230
5.5.2 微阵列芯片 235
5.6 纳米生物传感器 239
5.6.1 纳米颗粒生物传感器 239
5.6.2 一维纳米材料生物传感器 243
5.6.3 二维纳米材料生物传感器 245
5.6.4 纳米孔生物传感器 248
5.6.5 纳米生物传感器的应用 250
第6章 便携式与穿戴式生物医学传感器 252
6.1 柔性电子器件的发展 252
6.1.1 柔性电子器件的概念和历史 252
6.1.2 柔性电子器件的加工和制备 253
6.1.3 基于柔性电子器件的生物医学传感方法 259
6.2 便携式生物医学传感 261
6.2.1 便携式技术的发展 261
6.2.2 便携式生物医学传感技术 261
6.2.3 便携式技术与现场快速检验 267
6.3 穿戴式生物医学传感 268
6.3.1 可穿戴技术的发展 269
6.3.2 可穿戴生物医学传感技术 269
6.3.3 电子皮肤与贴皮式传感检测 274
6.4 无线、无源与自驱动生物医学传感 275
6.4.1 无线、无源生物医学传感器 275
6.4.2 自驱动生物医学传感器 278
6.4.3 介入式、摄入式及植入式生物医学传感技术 285
6.5 人体传感网络与精准医疗 288
6.5.1 生物医学传感与健康监测和移动医疗 288
6.5.2 基于生物医学传感的人体传感网络 290
6.5.3 生物医学传感在精准医疗中的应用 293
主要参考文献 296
京公网安备 11010102004214号