化学与生物传感器 (2)精选PPT.ppt

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1、关于化学与生物传感器(2)第1页，讲稿共57张，创作于星期一传感器是一种选择性地、连续地和可逆地感受某传感器是一种选择性地、连续地和可逆地感受某一物理量或化学量或生物量的装置。一物理量或化学量或生物量的装置。传感器是什传感器是什么东西呀？么东西呀？一、概述一、概述第2页，讲稿共57张，创作于星期一传感器结构示意图传感器结构示意图样品样品识别元件识别元件换能器换能器测量装置测量装置传导器传导器第3页，讲稿共57张，创作于星期一图示鼻子类似为传感器图示鼻子类似为传感器 嗅觉膜生物识别元件嗅觉膜生物识别元件 神经细胞转换器神经细胞转换器 神经纤维传导器神经纤维传导器 大脑测量元件大脑测量元件第4页，

2、讲稿共57张，创作于星期一识别元件 对某种或某类分析物产生选择性响应。化学量换能器 将某种可以观察到的变化转化为可测量的信号。传导器 施加一种可计量的作用后整个装置以该部分元件来运转系统。电信号或光信号检测器第5页，讲稿共57张，创作于星期一传感器传感器分类物理传感器物理传感器 用以测量物理量，如长度、重量、温度、压力和电性能。用以测量物理量，如长度、重量、温度、压力和电性能。化学传感器化学传感器 是通过某种化学反应以选择性方式对特定的待测分析物质产是通过某种化学反应以选择性方式对特定的待测分析物质产生相应从而对分析物进行定性或定量测定。生相应从而对分析物进行定性或定量测定。生物传感器生物传感

3、器 实际上是化学传感器的子系统，但也常冠以其名单独作为专实际上是化学传感器的子系统，但也常冠以其名单独作为专题考虑。采用某种生物敏感元件与换能器相连。与普通的化题考虑。采用某种生物敏感元件与换能器相连。与普通的化学传感器不同的关键在于其识别元件在性质上是生物质。学传感器不同的关键在于其识别元件在性质上是生物质。第6页，讲稿共57张，创作于星期一化学与生物传感器化学与生物传感器分类电化学传感器电化学传感器电位测定、伏安测定、电导测定等。电位测定、伏安测定、电导测定等。光学传感器光学传感器吸收光谱、荧光光谱、化学发光等。吸收光谱、荧光光谱、化学发光等。压电传感器压电传感器热传感器热传感器第7页，讲

4、稿共57张，创作于星期一核心元件敏感元件核心元件敏感元件传感器识别分析物的核心部件传感器识别分析物的核心部件第8页，讲稿共57张，创作于星期一二、二、识别分析物的敏感模式识别分析物的敏感模式离子的识别离子的识别分子的识别分子的识别生物的识别生物的识别第9页，讲稿共57张，创作于星期一离子识别离子识别离子选择性电极离子选择性电极离子选择性电极又称膜电极。离子选择性电极又称膜电极。特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应 膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。敏感元件：单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成敏感元件：单晶

5、、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成第10页，讲稿共57张，创作于星期一氟离子选择电极 结构：右图结构：右图 敏感膜：敏感膜：(氟化镧单晶氟化镧单晶)掺有掺有EuF2 的的LaF3单晶切片；单晶切片；内参比电极：内参比电极：Ag-AgCl电极电极(管内管内)。内参比溶液：内参比溶液：0.1mol/L的的NaCl和和0.10.01mol/L的的NaF混合溶液混合溶液（F-用来控制膜内表面的电位，用来控制膜内表面的电位，Cl-用以固定内参比电极的电位）。用以固定内参比电极的电位）。第11页，讲稿共57张，创作于星期一 LaFLaF3 3的的晶晶格格中中有有空空穴穴，在在晶晶格格上上的的F F-可可以

6、以移移入入晶晶格格邻邻近近的的空空穴穴而而导导电电。对对于于一一定定的的晶晶体体膜膜，离离子子的的大大小小、形形状状和和电电荷荷决决定定其其是是否否能能够够进进入入晶晶体膜内，故膜电极一般都具有较高的离子选择性。体膜内，故膜电极一般都具有较高的离子选择性。当当氟氟电电极极插插入入到到F F-溶溶液液中中时时，F F-在在晶晶体体膜膜表表面面进行交换。进行交换。第12页，讲稿共57张，创作于星期一分子的识别分子的识别化学识别试剂化学识别试剂热力学热力学-络合物络合物形成形成 热热力力学学控控制制反反应应物物与与产产物物之之间间的的平平衡衡常常数数，如如果果对对一一种种分分析析物物配配位位体体络络

7、合合物物的的平平衡衡常常数数较较高高，而而对对另另一一种种分分析析物物的的配配位位络络合合物物的的平平衡衡常常数数较较低低就就形形成成了了选选择择性性方方法法的的基基础。础。Mn L MLnK MLn/MLn第13页，讲稿共57张，创作于星期一基于此原理的金属离子敏感光化学传感器，如锌，这样基于此原理的金属离子敏感光化学传感器，如锌，这样的传感器如下图。将的传感器如下图。将PAR(HL)固定在聚氯乙稀膜中，固定在聚氯乙稀膜中，络合物颜色的强度与锌的量有关，也与氢离子活度络合物颜色的强度与锌的量有关，也与氢离子活度的平方有关。待测样品溶液是由锌与纤维素的共价的平方有关。待测样品溶液是由锌与纤维素

8、的共价键合制成。键合制成。Zn22HL ZnL2（red）2H+Zn2+2H+分析质溶液膜第14页，讲稿共57张，创作于星期一 动力学动力学-催化效应：动力学选择性催化效应：动力学选择性 化化学学反反应应速速率率有有时时可可以以用用来来控控制制选选择择性性。电电极极经经修修饰饰后后可可降降低低活活化化超超电电压，从而有效地加快反应速率，减少干扰并能降低检测极限。压，从而有效地加快反应速率，减少干扰并能降低检测极限。其中的一个实例是再涂有其中的一个实例是再涂有Os(byp)2(PVP)10ClCl 的电极上分析的电极上分析铁离子，这种物质起到电极和分析质溶液之间的一种电子梭子作用，铁离子，这种物

9、质起到电极和分析质溶液之间的一种电子梭子作用，这类似与生物传感器中所应用的媒介体，它加快了酶和电极间的电这类似与生物传感器中所应用的媒介体，它加快了酶和电极间的电子转移，其机理如下：子转移，其机理如下：分子尺寸分子尺寸 分子筛以非常简单地方法在大分子和小分子之间进行选择。分子筛以非常简单地方法在大分子和小分子之间进行选择。A B+e B+Y A+Z第15页，讲稿共57张，创作于星期一分子的识别分子的识别光谱识别光谱识别红外光谱红外光谱 IR紫外光谱紫外光谱 UV核磁共振核磁共振 NMS质质 谱谱 MS第16页，讲稿共57张，创作于星期一 酶催化识别反应酶催化识别反应 抗体抗体-抗原免疫反应抗原

10、免疫反应 DNA杂交杂交 信息分子与受体识别反应信息分子与受体识别反应分子的识别分子的识别生物试剂识别生物试剂识别第17页，讲稿共57张，创作于星期一酶催化识别反应酶催化识别反应葡萄糖葡萄糖+O2 +H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸 +H2 O2葡萄糖氧化葡萄糖氧化酶酶 酶 组织材料 微生物 线粒体第18页，讲稿共57张，创作于星期一抗体抗体-抗原免疫反应抗原免疫反应 Ag+Ab=Ag-Ab第19页，讲稿共57张，创作于星期一DNA杂交杂交由于核酸成分之间有特定碱基配对进而产生遗传密码，这由于核酸成分之间有特定碱基配对进而产生遗传密码，这种遗传密码决定了所有生命细胞的再现特性，从而能确定种遗传密码决定

11、了所有生命细胞的再现特性，从而能确定一类物质中的个别物质的遗传特性一类物质中的个别物质的遗传特性.DNADNA探测试剂能用于检查遗传疾病、癌症和病毒传染探测试剂能用于检查遗传疾病、癌症和病毒传染病。病。DNADNA鉴定通常包括有加入体系标记的鉴定通常包括有加入体系标记的DNADNA，此标，此标记可以是放射活性的、可光测的、酶或电活性等记可以是放射活性的、可光测的、酶或电活性等.第20页，讲稿共57张，创作于星期一生物组分的固定化吸附法许多物质在其表面都能吸附酶，例如，氧化铝、活性炭、黏许多物质在其表面都能吸附酶，例如，氧化铝、活性炭、黏土、纤维素、高岭土、硅胶、玻璃和胶原蛋白。此技术不需土、纤

12、维素、高岭土、硅胶、玻璃和胶原蛋白。此技术不需要试剂，但需要提纯步骤，并且对酶只有较小的破坏作用。要试剂，但需要提纯步骤，并且对酶只有较小的破坏作用。一般有两种形式：物理吸附一般有两种形式：物理吸附V.S.V.S.化学吸附化学吸附这是最简单的方法，包含最少的准备过程，但是键联比较弱。这是最简单的方法，包含最少的准备过程，但是键联比较弱。适于短期研究。适于短期研究。第21页，讲稿共57张，创作于星期一最早期用于生物传感器的一种方法，此技术将生物材料固定在最早期用于生物传感器的一种方法，此技术将生物材料固定在惰性膜后面，这样使生物材料与转换器之间紧密接触，采用此惰性膜后面，这样使生物材料与转换器之

13、间紧密接触，采用此方法不会影响酶的可靠性，并能防止污染和生物降解。方法不会影响酶的可靠性，并能防止污染和生物降解。对于温度、对于温度、pHpH值、离子强度和化学组成的变化也是稳定的。值、离子强度和化学组成的变化也是稳定的。但是，此体系对某些材料，例如小分子包括各种气体和但是，此体系对某些材料，例如小分子包括各种气体和电子是可以穿透的。电子是可以穿透的。生物组分的固定化微囊包封法第22页，讲稿共57张，创作于星期一生物材料与一种单体溶液混合，然后进行生物材料与一种单体溶液混合，然后进行聚合生成凝胶将生物材料夹在里面。聚合生成凝胶将生物材料夹在里面。通常应用的凝胶是聚丙稀酰胺。通常应用的凝胶是聚丙

14、稀酰胺。生物组分的固定化截留法第23页，讲稿共57张，创作于星期一生物材料与固体支撑物或与其他支撑材料，生物材料与固体支撑物或与其他支撑材料，像凝胶发生化学键联。双官能试剂，如戊二像凝胶发生化学键联。双官能试剂，如戊二醛，可以用于此技术。醛，可以用于此技术。但对于生物材料来说此技术对某些扩散存在但对于生物材料来说此技术对某些扩散存在限制。限制。对生物材料也有危害。对生物材料也有危害。另外，体系的机械强度不良。另外，体系的机械强度不良。生物组分的固定化交联法第24页，讲稿共57张，创作于星期一此方法中需要小心设计生物材料中官能团和支撑基质之间的键合此方法中需要小心设计生物材料中官能团和支撑基质之

15、间的键合作用。生物材料氨基酸中的亲核官能团对催化作用不是本质的，作用。生物材料氨基酸中的亲核官能团对催化作用不是本质的，而酶在这方面是适合的。而酶在这方面是适合的。生物组分的固定化共价法例如，支撑物上的羧酸基团与碳化二亚胺发生反应，然后与生物材料上胺官能团偶联在支撑物和酶之间形成一种胺键。第25页，讲稿共57张，创作于星期一三、三、电化学传感器电化学传感器电位型传感器电流型传感器电导型传感器场效应晶体管传感器第26页，讲稿共57张，创作于星期一所以所以电位测定法的定量关系对于半电池反应对于半电池反应Ox+ne=R,能斯特方程如下：能斯特方程如下：式中，式中，aox和和aR为活度。为活度。为了计

16、算方便改写为为了计算方便改写为：一般的，视为常数，对还原性物质，R通常是金属活度（视为1）此方程是能斯特方程非常实用的形式此方程是能斯特方程非常实用的形式将参考电极电位将参考电极电位EREF和液接电位合并在一起和液接电位合并在一起电位型传感器第27页，讲稿共57张，创作于星期一如取代参考电极，采用具有相同氧如取代参考电极，采用具有相同氧化还原电对半电池，而只是化还原电对半电池，而只是OxOx浓度浓度不同。不同。E1=E+SlgOx1E2=E+SlgOx2 E=E1E2=SlgOx1/Ox2Ox2为常数为常数 E=常数常数+SlgOx1伏特计伏特计膜膜RE1RE2浓差电池示意图a1a2第28页，

17、讲稿共57张，创作于星期一电位型传感器离子选择电极E膜膜=K+0.059 lg a1=K-0.059 pH试液试液(1)(1)玻璃膜电位与试样溶液中的玻璃膜电位与试样溶液中的pHpH成线性关系。成线性关系。(2)(2)式中式中K K 是由玻璃膜电极本身性质决定的常数；是由玻璃膜电极本身性质决定的常数；第29页，讲稿共57张，创作于星期一 膜由疏水材料组成，如PVC,膜吸入液态离子交换试剂，如氨基霉素（对钾）。为了保持膜中浓度平稳，需要一个溶于有机溶剂的自己交换溶液的专用储存器以及参考溶液和内参比电极。液膜电极液膜电极 这类离子选择性电极的一些实例是硝酸根、铜离子、氯离子、高氯酸跟、钾离子等。其

18、中硝酸盐电极广泛用于测定土壤和水中的硝酸盐。第30页，讲稿共57张，创作于星期一气体传感器气体电极主要基于气体电极主要基于pHpH电极，并能够检测在含水体系中电极，并能够检测在含水体系中形成酸或碱溶液的气体。形成酸或碱溶液的气体。电极装置中有一个气体可以通过的膜，如右图。电极装置中有一个气体可以通过的膜，如右图。膜和氢选择性玻璃电极之间有一内电解质，电解膜和氢选择性玻璃电极之间有一内电解质，电解质中含有材料能与气体材料形成缓冲剂，例如对质中含有材料能与气体材料形成缓冲剂，例如对氨电极，使用的是氯化铵，建立如下平衡氨电极，使用的是氯化铵，建立如下平衡 高浓度氯化铵的存在能保持铵离子浓度不变，因此

19、，氨浓度的对数直接比例于溶液的pH值.类似的还有二氧化硫、二氧化碳、硫化氢电极.所以KNH3H+/NH4+lgNH3=pH+pKalgNH4+NH3H+NH4NH4Cl NH4Cl第31页，讲稿共57张，创作于星期一电位型生物传感器pH键联 在发生上述反应时在发生上述反应时pHpH值有变化，所以值有变化，所以pHpH值测定值测定可以用于监测此反应可以用于监测此反应.葡萄糖葡萄糖+O2 +H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸 +H2 O2 葡萄糖氧化酶 CO(NH2)2 +H2O 2NH3 +CO2 尿酶第32页，讲稿共57张，创作于星期一 电化学生物传感器中采用电流型电极为信号转换器的趋势日益增加，这是因

20、为这类电极和电位型电极相比有以下优点：电极的输出直接和被测物浓度呈线性关系，不像 电位型电极那样和被测物浓度的对数呈线性关系。电极输出值的读数误差所对应的待测物浓度的相 对误差比电位型电极的小。电极的灵敏度比电位型电极的高。电流型传感器第33页，讲稿共57张，创作于星期一伏安测量法连续测试通过电池的电流。在记连续测试通过电池的电流。在记录议上描述上测试得到的电流对录议上描述上测试得到的电流对电位数据图此方法称为伏安图电位数据图此方法称为伏安图法。最为直观的技术称作线性法。最为直观的技术称作线性扫描伏安测定法，如左图。扫描伏安测定法，如左图。对于可逆电子迁移的情况，峰电流可由下面的公式求得对于可

21、逆电子迁移的情况，峰电流可由下面的公式求得如果逆反应不发生，峰电流的公式可以修正为如果逆反应不发生，峰电流的公式可以修正为第34页，讲稿共57张，创作于星期一氧电极 有不少酶特别是各种氧化酶在催化底物反应时要用溶解氧为辅助试剂，反应中所消耗的氧量就用氧电极来测定，因此氧电极在生物传感器中用得很广。目前用得最多的氧电极是电解式的目前用得最多的氧电极是电解式的Clark氧电极，氧电极，Clark氧电极是由铂氧电极是由铂阴极、阴极、Ag/AgCl阳极、阳极、KCl电解质和透气膜所构成。电解质和透气膜所构成。葡萄糖葡萄糖+O2 +H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸 +H2 O2 葡萄糖氧化酶第35页，讲稿共57

22、张，创作于星期一电导测量 电导是电阻的倒数，是量度电流通过溶液的难易程度电导是电阻的倒数，是量度电流通过溶液的难易程度的物理量。电导和电阻一样与电池的尺寸有关。例如的物理量。电导和电阻一样与电池的尺寸有关。例如电池长度为电池长度为l,横截面为横截面为A，则电导则电导LA/l,为比电导为比电导 为了规范化，对于溶质的质量摩尔浓度得到摩尔电导为了规范化，对于溶质的质量摩尔浓度得到摩尔电导 /c/c 电导测量十分简单，直接比例于所在溶液中离子的浓度。左上是电导桥式电电导测量十分简单，直接比例于所在溶液中离子的浓度。左上是电导桥式电路。在传统桥式电路中，电阻路。在传统桥式电路中，电阻R R3 3作为电

23、桥平衡的调节电阻并用一个电作为电桥平衡的调节电阻并用一个电池常数将电导转换为电导率。在现代仪器中，这些都已自动化以数池常数将电导转换为电导率。在现代仪器中，这些都已自动化以数字化读数输出的字化读数输出的电导型传感器尿素尿素+2H2O 2NH4+HCO3-第36页，讲稿共57张，创作于星期一四、光 纤 传 感 器第37页，讲稿共57张，创作于星期一引引言言 光光导导纤纤维维及及其其应应用用是是2020世世纪纪7070年年代代以以来来世世界界科科学学技技术术领领域域最最重重要要的的发发明明之之一一，它它与与激激光光器器、光光导导体体、光光探探测测器器一一起起，构构成成了了光光电电子子学学的的新新领

24、领域域。光光导导纤纤维维化化学学传传感感器器和和生生物物传传感感器器是是8080年年代代诞诞生生的的一一种种新新的的传传感感技技术术，是是分分析析化化学学近近1010多多年年来来的的一个重大发展。一个重大发展。光导纤维生物传感器又称光极光导纤维生物传感器又称光极 美国美国 fiber optical biosensorfiber optical biosensor 欧洲大陆欧洲大陆 optode;optode;英国英国 optrodeoptrodefor groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fi

25、bers for optical communication 第38页，讲稿共57张，创作于星期一光导纤维生物传感器的结构光导纤维生物传感器的结构第39页，讲稿共57张，创作于星期一光导纤维的波导作用及其构形 第40页，讲稿共57张，创作于星期一 玻玻璃璃（包包括括硅硅藻藻凝凝胶胶、硅硅胶胶、石石英英和和多多孔孔玻玻璃璃微微球球等等）、纤纤维维素素、琼琼脂脂糖糖、高高分分子子聚聚合合物物（包包括括聚聚乙乙烯烯、聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、聚聚乙乙二二醇醇、聚聚乙乙烯烯醇醇、聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯、尼尼龙龙等等）离离子子交交换换膜膜、渗渗析析膜膜、壳质胺、牛血清蛋白等

26、。壳质胺、牛血清蛋白等。厚厚度度在在5 5200m200m之之间间。近近年年来来具具有有单单分分子子层层结结构构的的人人工工类类脂脂膜膜受受到到很很大大重重视视，已已用用于于制制备备高高选选择择性性、快快响应的生物传感器。响应的生物传感器。固定分子识别物质的载体固定分子识别物质的载体光学透明物质光学透明物质第41页，讲稿共57张，创作于星期一光纤传感器的识别模式紫外可见光吸收光谱紫外可见光吸收光谱荧光光谱荧光光谱化学发光化学发光光反射全内反射光谱光反射全内反射光谱光散射光散射第42页，讲稿共57张，创作于星期一生物催化传感器生物催化传感器 第43页，讲稿共57张，创作于星期一最简单的一种是用固

27、定化酯酶或脂肪酶作成生物催化层进最简单的一种是用固定化酯酶或脂肪酶作成生物催化层进行分子识别，再通过产物的光吸收对底物浓度进行传感，行分子识别，再通过产物的光吸收对底物浓度进行传感，如测量在如测量在404nm波长下的吸收，即可确定对硝基苯磷酸的含量，波长下的吸收，即可确定对硝基苯磷酸的含量，线性范围为线性范围为0400mol/L，生物体内许多酶类和脂肪类物，生物体内许多酶类和脂肪类物质都可用这类传感器进行测定。质都可用这类传感器进行测定。第44页，讲稿共57张，创作于星期一 研究最多的当属检测研究最多的当属检测NADH的生物催化传感器的生物催化传感器乳酸乳酸+NAD+丙酮酸丙酮酸+NADH在生

28、物催化层中生成的在生物催化层中生成的NADH也可利用耦合的也可利用耦合的FMN（黄（黄素单核苷酸）生物发光反应，通过光导纤维进行传感。素单核苷酸）生物发光反应，通过光导纤维进行传感。谷氨酸盐谷氨酸盐+NAD+酮式二酸酮式二酸+NH4+NADHNADH+FMN+H+NAD+FMNH2FMNH2+RCHO+O2FMN+RCOOH+h 第45页，讲稿共57张，创作于星期一第46页，讲稿共57张，创作于星期一 某某些些生生物物催催化化反反应应所所产产生生的的物物质质不不能能直直接接给给出出光光学学信信号号，需需要要在在生生物物催催化化层层和和光光测测量量之之间间插插入入一一个个起起换换能能作作用用的的

29、化化学学反反应应，使使其其转转变变为为能能进进行行光光检检测测的的物物质质，称称为为复复合合光光极极。如如许许多多酶酶催催化化反反应应都都能能消消耗耗或或产产生生质质子、氧、二氧化碳或过氧化氢等子、氧、二氧化碳或过氧化氢等.青霉素青霉素G青霉素青霉素酮酸盐酮酸盐+H+胆固醇胆固醇+O2+H2O胆固烯酮胆固烯酮+H2O2L苏氨酸苏氨酸 丁丁酮酸酮酸+NH3L谷氨酸谷氨酸L氨基素氨基素+CO2第47页，讲稿共57张，创作于星期一第48页，讲稿共57张，创作于星期一生物感受器（生物感受器（biologicalreceptor）光导纤维免疫传感器光导纤维免疫传感器 第49页，讲稿共57张，创作于星期一

30、第50页，讲稿共57张，创作于星期一酶活性传感器酶活性传感器这类传感器是将相关酶的底物固定在光纤上，在这类传感器是将相关酶的底物固定在光纤上，在待测酶的作用下生成的产物可用光吸收或进行测定。待测酶的作用下生成的产物可用光吸收或进行测定。它主要用于人体内各种水解酶活性的测定，如脂肪酶、它主要用于人体内各种水解酶活性的测定，如脂肪酶、磷酸酯酶、碳酸酯酶、酰基转移酶和淀粉酶等，由于磷酸酯酶、碳酸酯酶、酰基转移酶和淀粉酶等，由于底物反应后非固定化部分是酸或糖类，因而它在体内底物反应后非固定化部分是酸或糖类，因而它在体内不会造成对健康地损害。不会造成对健康地损害。第51页，讲稿共57张，创作于星期一五、

31、其他传感器五、其他传感器第52页，讲稿共57张，创作于星期一压电传感器18801880年年，CurieCurie兄兄弟弟发发现现有有一一种种各各项项异异性性晶晶体体，即即那那些些不不具具有有对对称称中中心心的的晶晶体体，如如石石英英和和电电石石。当当这这类类晶晶体体处处于于机机械械受受力力状状态态下下会会产产生生电电信信号号，反反之之，如如果果电电信信号号施施于于此此类类晶晶体体，它它们们会会机机械械变变形形，因因此，应用一种振荡电位可是晶体发生振动。此，应用一种振荡电位可是晶体发生振动。每每一一种种晶晶体体都都有有其其自自身身自自然然振振荡荡的的共共振振频频率率，这这种种频频率率可可以以通通

32、过过周周围围环环境境给给予予调调节节。通通常常此此频频率率值值是是在在10MHz10MHz范范围围。实实际际的的频频率率与与晶晶体体的的质质量量和和涂涂在在其其上上面面的的任任何何其其他他材材料料有有关关。由由分分析析质质在在晶晶体体表表面面的的吸吸附附而而引引起起的的共共振振频频率率的的变变化化f f是是可可以以高高灵灵敏敏地地测测量量的的，并并且且当当用用于于传传感感器器情情况况时时，所所产产生生的的装装置置具具有有皮皮克克级级的监测极限。的监测极限。第53页，讲稿共57张，创作于星期一压电传感器表面质量的变化表面质量的变化m m和共振频率变化和共振频率变化f f之间的关系为之间的关系为

33、m m为敏感区面积为敏感区面积A A上吸附此材料的质上吸附此材料的质量；量；f f是总的共振频率。对于是总的共振频率。对于15kHz15kHz晶体，晶体，其分辨率大概为其分辨率大概为2500Hz/ug2500Hz/ug，所以监测，所以监测极限可达极限可达pgpg。显示有压电效应的并能用于传感器装置显示有压电效应的并能用于传感器装置的现有材料包括陶瓷材料，如钛酸钡和的现有材料包括陶瓷材料，如钛酸钡和钛酸铅以及上面提到的天然材料。某些钛酸铅以及上面提到的天然材料。某些有机高聚物（如有机高聚物（如PVDFPVDF）也能形成有压电）也能形成有压电性质的晶体。性质的晶体。第54页，讲稿共57张，创作于星

34、期一热敏电阻对于测定温度变化是一种非常灵敏的热敏电阻对于测定温度变化是一种非常灵敏的装置。利用热敏电阻可以应用微量热计测量装置。利用热敏电阻可以应用微量热计测量化学反应或生化反应中所放出的少量热。若化学反应或生化反应中所放出的少量热。若进行的某一个反应与热敏电阻的组分相接近，进行的某一个反应与热敏电阻的组分相接近，该组分只包含有待测定的分析质，则可以达该组分只包含有待测定的分析质，则可以达到其选择性。到其选择性。热传感器葡萄糖葡萄糖+O2 +H2O 葡萄糖酸葡萄糖酸 +H2 O2 葡萄糖氧化酶H=80KJ/mol第55页，讲稿共57张，创作于星期一原来传感器这么简单呀第56页，讲稿共57张，创作于星期一感谢大家观看第57页，讲稿共57张，创作于星期一