eng
Содержание
1.
Введение
1.1.
Введение в область
1.1.1.
Что такое сенсоры?
1.1.2.
Нос как сенсор
1.2.
Определения сенсора и биосенсора
1.3.
Основные сведения о сенсорах
1.3.1.
Распознающие элементы
1.3.2.
Трансдьюсеры и детектирующее устройства
1.3.4.
Методы иммобилизации
1.3.4.
Аналитические характеристики
1.3.5.
Области применения
2.
Трансдьюсеры
2.1.
Основные сведения об электрохимических трансдьюсерах
2.2.
Потенциометрия и ион-селективные электроды
2.2.1.
Ячейки и электроды
2.2.2.
Электроды сравнения
2.2.3.
Количественые закономерности: уравнение Нернста
2.2.4.
Практические аспекты применения ион-селективных электродов
2.2.5.
Измерение и калибровка
2.3.
Вольтамперометрия и амперометрия
2.3.1.
Вольтамперометрия с линейной разверткой потенциала
2.3.2.
Циклическая вольтамперометрия
2.3.3.
Хроноамперометрия
2.3.4.
Амперометрия
2.3.5.
Кинетические и каталитические эффекты
2.4.
Проводимость и кондуктометрия
2.5.
Полевые транзисторы
2.5.1.
Основные сведения о полупроводниках
2.5.2.
Контакт полупроводника с раствором
2.5.3.
Полевой транзистор
2.6.
Модифицированные электроды, тонкопленочные электроды и напыленные электроды
2.6.1.
Толстопленочные и напыленные электроды
2.6.2.
Микроэлектроды
2.6.3.
Тонкопленочные электроды
2.7.
Оптические сенсоры
2.7.1.
Введение
2.7.2.
Оптические измерения
2.7.3.
Спектроскопия поглощения в УФ- и видимом диапазоне
2.7.4.
Флуоресцентная спектроскопия
2.7.5.
Люминесценция
2.7.6.
Оптические трансдьюсеры
2.7.7.
Конструктивные особенности устройств
2.7.8.
Твердофазные сенсоры
2.7.9.
Применения
Дополнительная литература
3.
Распознающие элементы
3.1.
Введение
3.2.
Распознавание ионов
3.2.1.
Основные сведения о ион-селективных электродах
3.2.2.
Помехи
3.2.3.
Проводящие устройства
3.2.4.
Модифицированные электроды и напыленные электроды
3.3.
Распознавание молекул с помощью химических реагентов
3.3.1.
Термодинамика комплексообразования
3.3.2.
Кинетико-каталитические эффекты: кинетическая селективность
3.3.3.
Размер молекулы
3.4.
Распознавание молекул с помощью спектроскопии
3.4.1.
Введение
3.4.2.
Инфракрасная спектроскопия
3.4.3.
Ультрафиолетовая спектроскопия
3.4.4.
Спектроскопия ЯМР
3.4.5.
Масс-спектрометрия
3.5.
Распознавание биологических объектов
3.5.1.
Введение
3.5.2.
Ферменты
3.5.3.
Ткани
3.5.4.
Микроорганизмы
3.5.5.
Митохондрии
3.5.6.
Антитела
3.5.7.
Нуклеиновые кислоты
3.5.8.
Рецепторы
3.6.
Иммобилизация биологических компонентов
3.6.1.
Введение
3.6.2.
Адсорбция
3.6.3.
Микрокапсулирование
3.6.4.
Включение
3.6.5.
Сшивка
3.6.6.
Ковалентное связывание
Дополнительная литература
4.
Аналитические характеристики
4.1.
Введение
4.2.
Селективность
4.2.1.
Ион-селективные электроды
4.2.2.
Ферменты
4.2.3.
Антитела
4.2.4.
Рецепторы
4.2.5.
Другие молекулы
4.3.
Чувствительность
4.3.1.
Диапазон измерений, линейный диапазон и пределы обнаружения
4.4.
Временные факторы
4.4.1.
Время отклика
4.4.2.
Время регенерации
4.4.3.
Срок эксплуатации
4.5.
Погрешность, точность и воспроизводимость
4.6.
Типы биоматериалов
4.7.
Различные типы трансдьюсеров
4.7.1.
Биосенсоры мочевины
4.7.2.
Биосенсоры аминокислот
4.7.3.
Биосенсоры глюкозы
4.7.4.
Мочевая кислота
4.8.
Некоторые факторы, влияющие на работу сенсоров
4.8.1.
Количество фермента
4.8.2.
Метод иммобилизации
4.8.3.
рН буфера
Дополнительная литература
5.
Электрохимические сенсоры и биосенсоры
5.1.
Ион-селективные электроды как потенциометрические сенсоры
5.1.1.
Концентрации и активности
5.1.2.
Калибровочные кривые
5.1.3.
Примеры ион-селективных электродов
5.1.4.
Газовые сенсоры и газочувствительные электроды
5.2.
Потенциометрические биосенсоры
5.2.1.
рН-зависимые
5.2.2.
Аммиак-зависимые
5.2.3.
СО 2 -зависимые
5.2.4.
Иод-зависимые
5.2.5.
Зависимые от сульфида сербра
5.3.
Амперометрические методы
5.3.1.
Прямые электролитические методы
5.3.2.
Три поколения биосенсоров
5.3.3.
Биосенсоры первого поколения. Кислородный электрод
5.3.4.
Биосенсоры второго поколения. Медиаторы
5.3.5.
Биосенсоры третьего поколения. Ферментные электроды
5.3.6.
NADH/NAD +
5.3.7.
Примеры амперометрических биосенсоров
5.3.8.
Амперометрические газовые сенсоры
5.4.
Кондуктометрические сенсоры и биосенсоры
5.4.1.
Хемирезисторы
5.4.2.
Биосенсоры, основанные на хемирезисторах
5.4.3.
Полупроводниковые металл-оксидные сенсоры
5.5.
Применение сенсоров на основе полевых транзисторов
5.5.1.
Полевые транзисторы, селективные к химическим веществам
5.5.2.
Ион-селективные полевые транзисторы
5.5.3.
Биосенсоры на основе полевых транзисторов
Дополнительная литература
6.
Оптические сенсоры
6.1.
Технологии, применяемые в оптических сенсорах
6.1.1.
Типы волноводов
6.1.2.
Иммобилизованные реагенты
6.2.
Спектроскопия поглощения в видимом диапазоне
6.2.1.
Измерение рН
6.2.2.
Измерение углекислого газа
6.2.3.
Измерение аммиака
6.2.4.
Применение в биосенсорах
6.3.
Флуоресцентные реагенты
6.3.1.
Измерения рН
6.3.2.
Измерение галогенидов
6.3.3.
Измерение натрия
6.3.4.
Измерение калия
6.3.5.
Газовые сенсоры
6.4.
Непрямые методы, использующие конкурентное связывание
6.5.
Спектроскопия внутреннего отражения
6.5.1.
Затухающие волны
6.5.2.
Методы на основе отражательной способности
6.5.3.
Ослабленная полная отражательная способность
6.5.4.
Флуоресценция полного внутреннего отражения
6.5.5.
Поверхностный плазмонный резонанс
6.6.
Методы светорассеяния
6.6.1.
Типы светорассеяния
6.6.2.
Спектроскопия квазиупругого светорассеяния
6.6.3.
Фотон-корреляционная спектроскопия
6.6.4.
Лазерная допплер-флоуметрия
Дополнительная литература
7.
Гравиметрические и термометрические сенсоры
7.1.
Пьезоэлектрический эффект
7.1.1.
Принципы
7.1.2.
Применение в газовых сенсорах
7.1.3.
Применение в биосенсорах
7.1.4.
Кварцевые кристаллические микровесы
7.2.
Сенсоры на поверхностных акустических волнах
7.2.1.
Плоские волны
7.2.2.
Затухающие волн
7.2.3.
Волны Лэмба
7.2.4.
Поперечные сдвиговые волны (TSM)
7.3.
Термометрические сенсоры
7.3.1.
Термисторы
7.3.2.
Каталитические газовые сенсоры
7.3.3.
Устройства для измерения теплопроводности
Дополнительная литература
8.
Примеры использования сенсоров
8.1.
Определение глюкозы в крови с помощью амперометрического биосенсора
8.1.1.
Типы биосенсоров для определения глюкозы
8.1.2.
Постановка задачи и разработка сенсора
8.2.
Определение нанограммовых количеств меди( I ) в воде с помощью анодной инверсионной вольтамперометрии и электрода, модифицированного комплексоном
8.2.1.
Основы инверсионной вольтамперометрии
8.2.2.
Постановка задачи и разработка сенсора
8.3.
Определение нескольких ионов одновременно с помощью «лаборатории на чипе»
8.3.1.
Хемирезисторы
8.3.2.
Сенсорные матрицы и «умные» сенсоры
8.3.3.
Основы использования ион-селективных полевых транзисторов
8.3.4.
Постановка задачи и разработка сенсора
8.4.
Определение аттомольных количеств комплекса антитело-тринитротолуол с помощью люминесцентного трансдьюсера
8.4.1.
Основы иммунолюминисцентного анализа
8.4.2.
Постановка задачи и разработка сенсора
8.5.
Определение флаванолов в пиве
8.4.1.
Общие сведения
8.4.2.
Постановка задачи и разработка сенсора
Дополнительная литература
9.
Дополнение. От сенсоров к микроаналитическим системам
Ответы на проверочные задания
Литература
Словарь терминов
Единицы системы СИ и физические константы
Периодическая таблица