化学与生物传感器复习资料.doc

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1、化学与生物传感器复习知识点笔记化学094第一~二章1.传感器：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化为具有调控功能的元器件。由敏感元件和转换元件构成。2.传感器一般有感受器和换能器构成，信号放大器，数据处理和显示输出常有附属或外部设备承担。3.化学传感器和生物传感器的最大区别是在于它们的感受器不同。4.响应时间：从接触样品时算起，输出信号达到平均值的95%所需要的时间。5.传感器的作用与功能：测量与数据采集，检测与控制作用，整段与检测作用，观测与探测作用6.传感器的分类：物理传感器，化学传感器，生物传感器7.化学传感器

2、：能够将各种化学物质在自然环境中的存在形式定性和定量的转换成有用信号而输出的装置，一般由感受器和换能器组成，感受器是具有化学敏感层的分子识别结构，换能器是可以进行信号转换的的物理传感器装置。8.生物传感器：是一种特殊的化学传感器，用于描述一类用以监控生命体系或与之相关联的生物基元的器件，以生物活性单元作为敏感基元，能对被测物进行高选择性的识别，通过各种理化换能器捕捉目标物与敏感基元的作用，然后将作用的程度用离散的或连续的信号表达出来。9.电化学传感器：是一个电化学池装置，由电解池和电极构成。10.电解池组成：恒温，除氧，搅拌，电极，溶剂，支持电解质11.三电极：工作

3、电极，参比电极，对极，（辅助电极，一次性电极）12.工作电极：在电化学池中，能反映物质活度（浓度），发生电化学反应或将响应激发信号的电极，常用于电流型换能器；指示电极：一般对于平衡体系或在测量期间主体浓度不发生可察觉的变化的体系，相应的工作电极，常用于电位型换能器；参比电极：在测量过程，其电位基本不发生变化的电极；辅助电极：提供电子传导的场所，与工作电极组成电池，形成于电子通路的电极；13.电位型换能器：检测工作电极与参比电极之间的电位差，采用二电极的方式，其工作电极也称指示电极。因为电位型换能器的测量实在零电流的条件下进行的，不消耗待测物质，是“非破坏性”的检测技

4、术。14.膜电极的特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应，膜内外被测离子活度不同而产生电位差15.电流型换能器：在把生化变化转化为电信号时，通常在工作电极与参比电极之间，根据生化反应机理加一恒定的工作电压，此时进入感受器的待测物质，就会通过氧化或还原在工作电极表面产生扩散电流，在一定的极化电压下，扩散电流的大小取决于被测物质的浓度。16.金属依靠自由电子导电，半导体依靠电子和空穴导电（因为单位体积内，自由电子的数目＞半导体中的电子和空穴的数目，故金属的导电性比半导体的大）17.半导体分类：元素半导体和化合物半导体18.本征半导体：没有掺杂且无晶格缺陷的纯净半导体19.

5、N型半导体：电子导电；P型半导体：空穴导电20.场效应晶体管（FET）:仅由多数载流子参与导电，是单极性晶体管（一般的是多数载流子和反极性的少数载流子参与导电，是双极性晶体管），包括：金属绝缘体-半导体场效应管，金属-氧化物半导体场效应管。1.场效应晶体管的特性：（1）场效应管是电压控制元件，允许从信号源获取较少的电流的情况下，传导信号；（2）场效应晶体管是单极性器件，容易控制；（3）场效应管的源极和漏极有时可以互换使用，栅压可正可负，灵活性好；（4）能在很小的电流下工作，可以将很多的场效应管集成于一块硅片上，实现传感器的小型化和阵列化；（5）灵敏度高，响应速度快，

6、易于外接电路匹配，使用方便。所以可以用于电位型传感器。2.光学换能器：光度型换能器，波导型换能器，CCD型换能器。3.光度换能器：基于传统的光化学定律（光吸收，光反射，荧光，荧光猝灭）4.CCD型换能器：可把光线转换为电荷，经模数转换芯片转换为数字信号。CCD感受器的组成：微镜头，滤色片，感光元件。CCD应用：分子识别，基因芯片5.压电效应：当外在物理力挤压或拉伸某个晶体时，它会因形变产生不同的电荷的效应。（同理理解：逆压电效应）压电晶体：能产生压电效应的晶体。6.热学换能器：热敏电阻和热电偶式换能器。27．光电池：一种能在光的照射下产生电动势的半导体元件，是一种特

7、殊的半导体二极管，能将可见光转化为直流电，或者将红外光和紫外光转化为直流电光电效应：外光电效应，内光电效应（光电导效应和光生伏特效应）。传感原理：光的传导和光电效应。28感受器的主要功能是分子识别。29.生物传感器不如动植物传感器的是重现性，精密度和灵敏度。第三章（重点复习）1.换能器和感受器的关系：换能器即感受器；换能器是感受器的基础；换能器是感受器的支撑材料；换能器表面覆膜是制备感受器的通用方法。2．2.在生物传感器中，感受器的职责主要由生物敏感膜来承担，敏感元件通过敏感膜对目标分子物质的分子识别作用，产生相应的物理效应或化学效应，实现传感器的第一步“摘取信