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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 生物医学检测技术的发展2

1.2.1 无创和微创检测技术2

1.2.2 体内信息的直接检测技术4

1.2.3 离体检测技术5

1.3 生物医学传感技术的发展6

1.3.1 国内外发展状况6

1.3.2 主要特点7

1.4 生物医学传感器的特点和特殊要求10

1.5 现代生物医学传感技术的发展趋势11

第二章 人体生理信息及分子生物医学基础14

2.1 人体的生理信息与分析14

2.1.1 人体生理信息与诊断14

2.1.2 人体细胞电位15

2.1.3 循环系统生理信息19

2.1.4 呼吸系统生理信息27

2.1.5 神经系统生理信息30

2.1.6 特殊感觉器官的生理信息34

2.1.7 消化系统生理信息38

2.1.8 其他生理参数及其测量41

2.1.9 人体生理信息的分析42

2.2 分子生物医学基础47

2.2.1 细胞47

2.2.2 基因50

2.2.3 受体54

2.2.4 酶57

第三章 现代生物医学传感技术基础63

3.1 传感器的定义、分类63

3.2 传感器的敏感技术63

3.2.1 热阻效应63

3.2.2 热电效应66

3.2.3 其他热效应67

3.2.4 压电效应67

3.2.5 电容式传感器中的驻极体69

3.2.6 焦热电效应69

3.2.7 压阻效应70

3.2.8 霍尔效应71

3.2.9 SQUID(超导量子干涉器件)72

3.2.10 辐射诱导效应73

3.2.11 化学物质的吸附与吸收76

3.2.12 选择性分子受体77

3.2.13 过膜渗透78

3.2.14 离子选择性膜78

3.2.15 光化敏感效应79

3.3 传感器的基本结构81

3.3.1 阻抗型结构82

3.3.2 半导体型传感器83

3.3.3 声波传感器84

3.3.4 热量式传感器85

3.3.5 电化学池传感器88

3.4 微结构传感器的集成制造技术95

3.4.1 单片集成电路半导体技术95

3.4.2 陶瓷99

3.4.3 薄膜和厚膜技术100

3.4.4 多聚物的工艺103

3.4.5 光纤技术106

第四章 生物医学传感器检测技术基础108

4.1 测量概论和测量数据分析108

4.1.1 测量误差和分类108

4.1.2 测量数据分析处理110

4.1.3 测量方法和测量系统分类111

4.2 传感器的静态特性113

4.2.1 传感器静态特性的数学模型113

4.2.2 传感器静态特性的指标114

4.3 传感器的动态特性118

4.3.1 传感器动态特性的数学模型和传递函数118

4.3.2 传感器的稳态响应特性119

4.3.3 传感器的瞬态响应特性120

4.3.4 典型环节的传感器动态特性121

4.4 传感器的生物相容性设计124

4.5 传感器检测系统的基本构成128

4.6 改善传感器检测系统性能的方法130

4.6.1 改善传感器性能131

4.6.2 提高测量电路的抗干扰能力133

4.7 多传感器信息融合与模式识别技术136

第五章 物理量传感器与检测技术144

5.1 力学参数传感器与检测技术144

5.1.1 位移传感与检测144

5.1.2 力、速度和加速度传感与检测153

5.1.3 力学传感器在医学中的应用161

5.2 温度量传感器与检测技术168

5.2.1 热电阻传感与检测168

5.2.2 热电式传感与检测174

5.2.3 PN结和集成温度传感器177

5.2.4 辐射测温法179

5.2.5 温度传感器在医学中的运用182

5.3 流量传感器与检测技术187

5.3.1 电磁式流量传感与检测187

5.3.2 超声流量传感与检测191

5.3.3 热传输流量传感与检测194

5.3.4 静脉阻断容积描记法197

第六章 化学量传感器与检测技术200

6.1 电化学传感器与检测技术200

6.1.1 电化学的基本原理200

6.1.2 离子选择性电极207

6.1.3 超微电极及其应用212

6.1.4 集成微电极器件及其应用216

6.2 光学传感器与检测技术222

6.2.1 基本原理222

6.2.2 光纤传感器及其应用224

6.2.3 光化学传感器及其应用228

6.2.4 光寻址电位传感器及其应用230

6.3 微全分析系统234

6.3.1 微全分析系统的发展235

6.3.2 μTAS的制造技术与应用236

第七章 生物量传感器与检测技术247

7.1 生物材料的固定化技术247

7.1.1 经典的固定化技术247

7.1.2 微加工固定化技术253

7.2 经典传感器原理与应用256

7.2.1 酶传感器原理与应用257

7.2.2 免疫类传感器与应用259

7.2.3 微生物类传感器与应用261

7.3 新型传感器原理及应用263

7.3.1 生物芯片原理及应用263

7.3.2 组织、细胞、基因、蛋白芯片271

7.3.3 生物微系统及其应用277

7.4 分子传感器及其应用279

7.4.1 分子传感器的基本概念280

7.4.2 分子器件的原理与应用281

7.4.3 分子传感器技术的应用287

参考文献289