纳米传感器

转载一篇文章[url=http://www.instrument.com.cn/download/search.asp?sel=admin_name&keywords=quanbaogang]欢迎到我的资料库下载[/url][color=blue][b]纳米气敏传感器研究进展[/b][/color]１引言纳米技术是研究尺寸在０１～１００ｎｍ的物质组成体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术［１］。纳米技术的发展，不仅为传感器提供了优良的敏感材料，例如纳米粒子、纳米管、纳米线、纳米薄膜等，而且为传感器制作提供了许多新型的方法，例如纳米技术中的关键技术ＳＴＭ，研究对象向纳米尺度过渡的ＭＥＭＳ技术等。与传统的传感器相比，纳米传感器尺寸减小、精度提高等性能大大改善，更重要的是利用纳米技术制作传感器，是站在原子尺度上，从而极大地丰富了传感器的理论，推动了传感器的制作水平，拓宽了传感器的应用领域。纳米传感器现已在生物、化学、机械、航空、军事等方面获得广泛的发展。湖南长沙索普测控技术有限公司研制成功电阻应变式纳米压力传感器，这种电阻应变式纳米膜压力传感器，测量精度和灵敏度高、体积小、重量轻、安装维护方便，是一种稳定和可靠的测量压力参数的科技创新产品。利用一些纳米材料的巨磁阻效应，科学家们已经研制出了各种纳米磁敏传感器［２］。在生物传感器中，用纳米颗粒、多孔纳米结构和纳米器件都获得了令人满意的应用［３］。在光纤传感器基础上发展起来的纳米光纤生物传感器，不但具有光纤传感器的优点，而且由于这种传感器的尺寸只取决于探针的大小，大大减小了测微传感器的体积，响应时间大大缩短，满足了单细胞内测量要求实现的微创实时动态测量［４］。 ２纳米气敏传感器的研究现状随着工业生产和环境检测的迫切需要，纳米气敏传感器已获得长足的进展。用零维的金属氧化物半导体纳米颗粒、碳纳米管及二维纳米薄膜等都可以作为敏感材料构成气敏传感器。这是因为纳米气敏传感器具有常规传感器不可替代的优点：一是纳米固体材料具有庞大的界面，提供了大量气体通道，从而大大提高了灵敏度；二是工作温度大大降低；三是大大缩小了传感器的尺寸［５］。２．１基于金属氧化物半导体纳米颗粒的纳米气敏传感器 在气敏传感器的研究中，主要方向之一是在气体环境中依靠敏感材料（例如金属氧化物半导体气敏材料以ＳｎＯ２，ＺｎＯ，ＴｉＯ２，Ｆｅ２Ｏ３为代表）的电导发生变化来制作气敏传感器。目前已实用化的气敏传感器由纳米ＳｎＯ２膜制成，用作可燃性气体泄漏报警器和湿度传感器。在这些纳米敏感材料中加入贵重金属纳米颗粒（例如Ｐｔ和Ｐｄ），大大增强了选择性，提高了灵敏度，降低了工作温度。其性能的具体改善程度与加入贵重金属纳米颗粒的晶粒尺寸、化学状态及分布有关。北京大学王远等人［６］制成一种ＴｉＯ２／ＰｔＯＰｔ双层纳米膜作为敏感材料探测氢气的气敏传感器。其敏感材料的制备方法是先在玻璃衬底上覆盖上一层由Ｐｔ纳米颗粒构成的表面氧化的多孔连续膜，其中Ｐｔ的纳米颗粒直径大约１３ ｎｍ，膜厚大约１００ ｎｍ，然后在ＰｔＯＰｔ膜上覆盖ＴｉＯ２膜，其中ＴｉＯ２纳米颗粒的直径尺寸从３４ ｎｍ到５４ ｎｍ，平均直径４１ ｎｍ。传感器的工作温度在１８０～２００ ℃，ＰｔＯＰｔ多孔膜作为催化剂使ＴｉＯ２纳米膜对氢气产生部分还原作用，从而使传感器在空气中，甚至在ＣＯ、ＮＨ３、ＣＨ４等还原性气体存在的情况下，对氢气都表现出很高的灵敏度和选择性，比较以前的钛基探测氢气的传感器有显著的提高。Ｒａüｌ Ｄìａｚ等人［７］用非电镀金属沉积法沉积Ｐｔ在ＳｎＯ２纳米颗粒的表面，结果证明这种方法对改善气敏传感器催化剂的性能有很大帮助。Ｐｔ和Ｐｄ作为两种主要的贵重金属添加物，它们与衬底有不同的相互作用，Ｐｄ倾向于嵌入纳米ＳｎＯ２晶粒中，而Ｐｔ倾向于形成大的金属颗粒团簇。与传统方法相比，用非电镀沉积法形成的催化剂的不同化学状态，为研究催化剂对气体探测机制的影响提供了一种新的方法。２．２用单壁碳纳米管制作气敏传感器碳纳米管具有一定的吸附特性，由于吸附的气体分子与碳纳米管发生相互作用，改变其费米能级引起其宏观电阻发生较大改变，通过检测其电阻变化来检测气体成分，因此单壁碳纳米管可用作气敏传感器。J．ｋｏｎｇ等人［８］用化学[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积法在分散有催化剂的ＳｉＯ２／Ｓｉ基片上可制得单个的单壁碳纳米管，如图１（ａ）所示，两种金属被用来连接一ＳＳＷＮＴ时，形成金属／ＳＳＷＮＴ／金属结构，呈现出ｐ型晶体管的性质。气体探测试验是把ＳＳＷＮＴ样品放在一个带着电引线的密封的５００ ｍＬ的玻璃瓶中，通入在空气或者氩气中稀释的ＮＯ２（（２～２００）×１０－６）或者ＮＨ３（０１％～１％），流速７００ ｍＬ／ｍｉｎ。检测ＳＳＷＮＴ的电阻变化，得到的Ｉ／Ｖ关系曲线如图１（ｂ）和（ｃ）所示，在ＮＨ３气氛中其电导可减小两个数量级，而在ＮＯ２气氛中电导可增加３个数量级。其工作机理是半导体单壁碳纳米管在置于ＮＨ３气氛中时，使价带偏离费米能级，结果使空穴损耗导致其电导变小；而在ＮＯ２气氛中时，使价带向费米能级靠近，结果使空穴载流子增加从而使其电导增加。由于金属／ＳＳＷＮＴ／金属结构类似于空穴作为主要载流子的场效应管，所以在源极和漏极之间的电压一定时，电流随着栅极电压增大而减小（如图２所示）。图２中，ｂ曲线是未通入任何气体的栅电压电流关系曲线，曲线ａ和ｃ的栅电压电流关系曲线分别是ＮＨ３和ＮＯ２气氛中测得的。未通入任何气体时，在栅电压为０ Ｖ时，电流是１５ μＡ，若通入有ＮＨ３的气氛中时，电流则几乎变为０ Ａ。那么，如果测ＮＨ３气，我们就将初始栅电压设置在０ Ｖ，则由上图可知样品的电导将减小两个数量级。若测ＮＯ２气体，先将栅电压设置在＋４ Ｖ，未通入ＮＯ２气体前则电流几乎为零，ＮＯ２通入后，电流大大增加，则其电导增加了３个数量级。这样可以使传感器在复杂的气体环境中具有选择性。

生物传感器能够将各种生化反应转换成可测量的电学、光学等信号，属于典型的多学科交叉领域。在生物传感器研究中，器件设计与传感策略一直成为该领域的研究热点，开发具有高灵敏度、时效性兼具可制造性的生物传感器具有重要的科学价值和应用前景。 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所生物医学部程国胜研究员课题组采用CMOS兼容“自上而下”加工工艺，以SOI（silicon-on-insulator）硅片为衬底，加工出尺寸可控的一维Si纳米线场效应管。在生物传感器研发过程中，纳米材料表面的功能化修饰是其中一项重要环节，该团队在前期工作中已探索了半导体纳米材料的表面修饰基本方法（Langmuir 26, 4514–4522, 2010；Langmuir 27, 13220–13225, 2011）。在此基础上，通过共价结合方法选择性地在Si纳米线表面修饰急性心肌梗死标志物——心肌肌钙蛋白I（cTnI）的单克隆抗体，制备了面向心肌梗死诊断的生物传感器。测试结果表明，生物传感器对cTnI的响应时间小于2 min，其动态线性响应范围92 pg/mL～46 ng/mL，相关工作发表于Biosensors and Bioelectronics（34, 267-272, 2012）。 进一步通过分析器件电流响应中的低频噪声谱，发现当器件工作于反型区时，相较于空气中的响应，液相环境下噪声谱幅度的倒数受栅极电压的调控作用更加明显。基于此，研究人员以血清体系为研究对象，对比了传统电流响应与噪声谱分析方法，在电流响应无法区分待测cTnI蛋白的情况下，噪声谱分析能够实现2个数量级的信号差别。 部分结果发表于Applied Physics Letters（101, 093704, 2012），为实现新型、高灵敏度生物传感器的设计提供了思路。 上述研究工作得到了中科院“百人计划”项目、国家自然科学基金、国家重大科学研究计划（973项目）经费支持，同时得到了苏州纳米所纳米加工平台及分析测试平台的技术支持。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688421684.jpg图1 器件阵列形貌（A），Si纳米线扫描电镜图片（B）以及典型的cTnI传感结果（C）。http://www.cas.cn/ky/kyjz/201209/W020120911317688424476.jpg图2 噪声幅度倒数与栅极电压之间的关联（A），电流模式下（B）及噪声谱分析方法下的cTnI响应（C）。

实验室的纳米压痕仪，最近打出来的数据不对劲，问了工程师说是力传感器坏了。买了估计快十年了，现在换传感器说起要7w＄。难受死了，有没有好的解决办法呢。印象中传感器没有那么容易坏才对。[img=,690,1493]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2024/09/202409131426057101_4683_6482832_3.png[/img]

原标题：美开发出皮下植入式碳纳米管传感器 可365天实时监测体内分子活动 科技日报讯 据物理学家组织网近日报道，美国麻省理工学院的研究人员开发出一种碳纳米管传感器，被植入皮肤下后，可全年实时监测活体动物体内的分子活动，如炎症反应即产生一氧化氮（NO）的过程，或监测血糖或胰岛素水平，而无需再像传统方式那样采取血样。该研究结果发表在《自然·纳米技术》上。 一氧化氮是活细胞中最重要的信号分子，具有在大脑内运送信息及调整免疫系统的功能。在许多癌细胞中，其水平是波动的，但很少有人知道一氧化氮在健康细胞和癌细胞内的表现方式。麻省理工学院化学工程教授迈克尔·斯特拉诺说：“一氧化氮在癌症演进过程中扮演着矛盾的角色，为了更好地了解它，我们需要新的工具。该传感器提供了一个用于体内实时测量一氧化氮及其他潜在分子活动的新手段。” 在这项新研究中，研究人员修改了碳纳米管，创建了两个不同类型的传感器：一个可以被注射到血液中用于短期监测；另一个可嵌入到凝胶中，以便植入肌肤用于长期监测。 就短期监测而言，为了使纳米粒子可注射，艾弗森附加了聚乙二醇（PEG），一种可以抑制血液中粒子聚集的生物相容性聚合物。她发现，当注射到小鼠体内，可流动的颗粒通过肺和心脏时没有造成任何损害。大部分的颗粒积聚在肝脏中，在那里它们可以监视与炎症有关的一氧化氮。 较长期的传感器则被嵌入在由藻酸盐制成的凝胶中，一旦这种凝胶被植入老鼠皮下，可在一个地方停留并保持功能400天，甚至持续更长的时间。这种传感器可用于监测癌症或其他炎症性疾病、人造髋关节患者的免疫反应或其他植入装置。 研究带头人博士后妮可·艾弗森在斯特拉诺实验室制造出了可用作长期监测的碳纳米管传感器，并将其植入糖尿病患者的皮肤下，以监测他们的血糖或胰岛素水平。研究人员用近红外激光器照射这些传感器，即可读出其产生的近红外荧光信号，以判断碳纳米管和其他背景荧光之间的差异。 大多数糖尿病患者必须每天数次刺破其手指以采取血样。虽然有可以附着在皮肤上的电化学葡萄糖传感器，但这些传感器至多只能持续一个星期，因为电极会刺穿皮肤，有感染的危险。这种新型传感器可实时监测血糖与胰岛素，而不必刺穿患者的手指。 （华凌)来源：中国科技网-科技日报 作者：华凌 2013年12月04日

[font=&]【题名】：构建特殊结构的碳基纳米复合材料：高灵敏重金属离子电化学传感器的研究 [/font][font=&]【全文链接】: https://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10561-1019623621.htm[/font]

之前看了一篇文献，也是生物制备的硒纳米颗粒制备的电化学传感器，他的效果就不错，我的怎么都不好，而且酶修饰上去以后还掉的厉害，求大神指导啊啊，我是个食品专业的门外汉，已经在这里卡了好久了，希望大神指导

在纳米传感器上，每平方厘米阵列能同时并连续监控数千个蛋白结合事件。这种新的传感器芯片比现有芯片有着更高的灵敏度，且能更快提供结果。文章的通讯作者，斯坦福大学材料科学和工程学王善祥教授表示：“你可以在单个芯片上放上数千甚至数万个不同蛋白，并运行蛋白结合实验。” 纳米传感器芯片的优势在于两方面。首先，磁性纳米标签（nanotag）与待研究的蛋白结合，大大提高了监控的灵敏度。其次，研究人员开发出一种分析模型，能够帮助他们根据仅仅几分钟的监控数据来监控相互作用的最终结果。目前的技术一般同时监控不超过4个相互作用，且过程需要几小时。 此研究小组在几年前曾开发出磁性纳米传感器技术，并在微量的小鼠血液中检测到癌症相关的生物标志物。此技术所能检测的血液浓度为其他技术的千分之一，显示出它的灵敏度。 研究人员将纳米标签与待研究的特定蛋白结合。当带标签的蛋白与纳米传感器上固定的其他蛋白结合时，磁性纳米标签改变了纳米传感器周围的磁场，这可被检测器检测到。

扫描美国纳米生物专利技术　　纳米生物技术是纳米技术领域的前沿和热点问题,在医药卫生领域有着广泛的应用和明确的产业化前景,特别是纳米药物载体、纳米生物传感器和成像技术以及微型智能化医疗器械等,将在疾病的诊断、治疗和卫生保健方面发挥重要作用。纳米生物技术所要研究的对象是生物分子、细胞、组织在纳米层次的结构变化,其主要的研究方向包括:生物材料(材料——组织介面、生物相容性材料),仪器(生物传感器、研究工具),治疗(药物和基因载体)等。　　美国是世界上申请有关纳米技术专利最多的国家,搜索“纳米”可找到近8000个专利,日本排在其后,我国名列第三。相对而言,我国在纳米生物技术的理论研究和应用研究方面相比其他学科远远地走在了前面。为了更多地探知美国在纳米生物技术领域的研究现况,指导我国的研究策略,我们从公开申请的专利中去探知美国的研究状况,特别介绍一些国内研究人员比较感兴趣的技术和方法:

相关论文发表于《应用物理快报》和《先进材料》　　美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)王中林教授领导的研究小组最近利用肖特基特性制备出高性能传感器——紫外光传感器和生物传感器。与传统的基于欧姆接触的传感器相比，这些传感器不仅把灵敏度提高了几个数量级，而且其反应时间和恢复时间也有数量级上的改善。这一发现为传感器的进一步发展提出了一个重要的新思路。　　传统的传感器依赖纳米线的表面效应(侧面)和气体或生物分子在表面的吸附和解吸附过程。为了提高器件对光、化学气体或生物分子的灵敏度，纳米线需要非常小，从而其表面效应能够显著。同时研究人员采用欧姆接触来降低接触电阻的影响，从而进一步突出表面效应。另外，分子在表面的吸附和解吸附是一个相对较慢的过程，这也导致相应的传感器反应时间和恢复时间较长，甚至在100秒以上，这也严重地限制了传感器的应用。　　王中林教授领导的小组深入分析比较了肖特基接触和欧姆接触的原理和特点，提出了肖特基接触也可以用于构造传感器，而且其性能可以更好。基于这一想法，他们成功研制出紫外光传感器和生物传感器，其结果分别发表于《应用物理快报》(Applied Physics Letters, 2009, 94, 191103)和《先进材料》(Advanced Materials, 2009, 21, online)。这一新型紫外光传感器不仅灵敏，其反应时间和恢复时间也有了质的飞跃。采用同样氧化锌纳米线但两端是欧姆接触的传感器在开关紫外光后恢复时间长达417秒，而基于肖特基的传感器仅仅0.8秒。利用高分子进行表面修饰后其恢复时间进一步缩短到0.02秒，从而达到了四个数量级的提高。与此相似，采用同样氧化锌纳米线但两端是欧姆接触的传感器对生物分子没有明显响应。改用肖特基后，传感器不仅有显著的响应，并且响应和恢复非常迅速。对于生物分子传感，其灵敏度提高了三到四个数量级，并能有效区分出所带电荷的正负。　　这些新型传感器的优异性能归功于肖特基接触。肖特基势垒和界面附近的内建电场对电流的传输起到关键作用，而纳米线主体和表面的影响则相对较弱。外界因素(紫外光或生物分子)可以直接影响肖特基势垒和界面附近的内建电场。这一变化可以比表面效应更为显著地调制通过传感器的电流，从而提高了器件的灵敏度。肖特基势垒和内建电场的变化和对电流的调制可以在极短的时间内完成，所以这一新型传感器拥有了基于欧姆接触的传感器无可比拟的反应和恢复时间。

为了能方便地在本版讨论，请对您研究的传感器及其内容给予简单的介绍。首先，介绍一下本人从事的研究内容。我是做一维纳米场效应晶体管生物传感器的，以纳米线或纳米管为换能器。主要以微加工技术、纳米材料制备和电化学测量为基础。前两项是我的长项，电化学测量还没接触过。所以，还要请各位给予无私的帮助！

日前，中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、王亚教授等人在量子精密测量领域取得重要进展，提出基于信号关联的新量子传感范式，实现对金刚石内点缺陷的高精度成像，并实时观测了点缺陷的电荷动力学。相关研究成果近日在线发表于《自然光子学》。此次工作中，研究团队提出了一种新的量子传感范式，即利用多个量子传感器之间的信号关联，提升对复杂对象的解析能力和重构精度。研究团队基于自主发展的氮-空位色心制备技术，可控制备出相距约200纳米的三个氮-空位色心作为量子传感系统，通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。金刚石是一种性能优异的宽禁带半导体材料，材料中点缺陷的电荷动力学会带来随机的电场噪声。研究团队成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位，定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力，他们还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测，为研究体材料内部点缺陷的性质提供了新的方法。研究人员介绍，这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测，甚至在一千亿个正常原子中出现一个缺陷也能探测到。这要比目前最灵敏方法的探测极限提升两个数量级以上，有望为当前十纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。[来源：光明日报][align=right][/align]

1.《电分析化学与生物传感技术》(仪器网网上书店有介绍，参见：[url]http://www.instrument.com.cn/book/shtml/20060615/1009048.shtml[/url])[img]http://www.instrument.com.cn/book/pic/9048.jpg[/img]鞠晃先2006-04 本书目录 前言 序言 第一章 电化学基础知识 1.1 电化学的含义 1.2 非法拉第过程 1.3 电极反应的实质——法拉第过程及其影响因素 1.4 电解过程中物质的扩散及电迁移 第二章 电分析化学基本方法 2.1 平面电极上的扩散电流及计时安培法 2.2 球面电极和柱面电极上的扩散与一般扩散电流公式 2.3 滴汞电极上的扩散电流 2.4 直流极谱的可逆波、不可逆波和动力波 2.5 线性变位伏安法与循环伏安法 2.6 交流伏安分析 2.7 电极体系的交流阴抗 2.8 方波和脉冲技术 2.9 半微积分极谱法 2.10 溶出伏安分析 2.11 流体动力学伏安法 2.12 控制电流的电分析方法 参考文献 第三章 超微电极电分析化学 3.1 微电极的类型及制备 3.2 微电极的基本特性 3.3 超微电极上的扩散及电流方程 3.4 超微电极阵列 3.5 超微电极的应用 参考文献 第四章 酶促反应电分析化学 4.1 酶促反应 4.2 酶促反应的电化学研究 4.3 酶促反应的电化学生物传感 4.4 基于酶促反应发展的其他电化学生物传感器 参考文献 第五章 生物膜基生物电分析化学 5.1 Langmuir-Blodgett(LB)膜分析 5.2 脂双层膜 5.3 多层磷脂膜 参考文献 第六章 凝胶膜生物传感器 6.1 溶胶-凝胶过程 6.2 溶胶-凝胶的特点 6.3 生物分子的溶胶-凝胶固定与膜电极 6.4 溶胶-凝胶电化学生物传感器的应用 6.5 有机相生物传感器 参考文献 第七章 蛋白质电化学与纳米电分析化学 7.1 蛋白质在电极上的直接电化学 7.2 固定化蛋白质的直接电化学研究方法 7.3 纳米粒子修饰电极上蛋白质固定与直接电子传播 7.4 纳米粒子在传感器制备中的应用 参考文献 第八章 超分子电分析化学 8.1 超分子化学的基本性质——识别和催化 8.2 电化学传感器中的超分子化学 8.3 超分子电化学研究 8.4 超分子化学在化学修饰电极中的应用 参考文献 第九章 电化学免疫分析与免疫传感器 9.1 免疫分析概述 9.2 电化学免疫分析 9.3 均相电化学免疫分析 9.4 毛细管电化学酶联免疫分析法 9.5 免疫传感器 9.6 电化学免疫传感器在临床诊断中的应用 参考文献 第十章 DNA电化学分析与序列识别 10.1 DNA的结构和性质 10.2 DNA浓度的电化学检测 10.3 DNA电化学传感器 10.4 PCR技术-电化学检测联用 10.5 酶联放大DNA电化学生物传感 10.6 DNA序列电化学分析中的纳米技术 10.7 电化学DNA传感器的应用 参考文献 第十一章 电致化学发光分析 11.1 电化学发光过程 11.2 电化学发光反应用主要类型及应用 11.3 电化学发光传感器及其应用 11.4 ECL联用技术 11.5 电化学发光成像法 11.6 电化学发光的发展前景 参考文献 第十二章 细胞电化学与细胞传感 12.1 细胞电化学意义 12.2 细胞的介电行为与电化学性质 12.3 细胞电泳及肿瘤组织检测 12.4 细胞在新型仿生界面的增殖与固定技术 12.5 细胞膜上蛋白质的电化学免疫分析 12.6 电化学药敏检测方法 12.7 电场对肿瘤细胞的电化学疗法 12.8 细胞电化学发展思路 参考文献 第十三章 电分析化学联用技术 13.1 液相色谱/毛细管电泳-电化学检测 13.2 光谱电化学法 13.3 石英晶体微天平-电化学系统 13.4 扫描电化学显微镜 13.5 电化学扫描隧道显微镜 13.6 电化学原子力显微镜法 参考文献 2.《生物兼容性电极构置及应用》[img]http://images.joyo.com/m/md_bkbk608821.jpg[/img]罗国安2006-07前言序言第一章 绪论1.1 生物电化学的发展过程1.2 生物兼容性电极在生物电化学研究中的作用1.3 生物兼容性电极的制备和表征1.4 生物兼容性电极的应用领域及相应研究进展参考文献第二章 溶胶凝胶技术用于生物分子固定化及酶膜电极制备2.1 溶胶凝胶技术过程及其对生物分子的固定化2.2 葡萄糖氧化酶在溶胶凝胶体系中的固定化及其活性保持研究2.3 HRP酶膜电极的制备及其工作性能参考文献第三章 纳米氧化物生物兼容性电极3.1 纳米氧化物的合成与表征3.2 纳米氧化物膜电极的制备3.3 纳米氧化物膜电极对H＋响应特性的研究3.4 纳米TiO2电极上实现对多巴胺与抗坏血酸的同时检测3.5 葡萄糖氧化酶在纳米TiO2膜上的固定及其催化活性研究3.6 纳米SnO2修饰石墨电极对神经递质的分离检测及对NO的识别3.7 复合固体纳米SnO2修饰石墨电极测定生物体内的NO参考文献第四章 碳纳米管修饰电极的构置及应用研究4.1 碳纳米管4.2 CNT在分析化学领域的研究进展4.3 CNT的功能化研究进展4.4 碳纳米管镶嵌修饰电极的构置及对神经递质的电分离测定4.5 环糊精/碳纳米管复合修饰电极的构置及在分子识别领域中的应用参考文献第五章 自组装生物兼容性电极的构置及研究5.1 自组装硫醇单层膜电极的性能及其在酶传感器中的应用5.2 自组装磷脂双层膜电极的电化学和光电化学性质研究5.3 自组装混合双层膜电极的性能及其对生物膜功能的模拟5.4 DNA自组装电极的构置及性能参考文献第六章 核酸性质的电化学研究6.1 DNA与硫堇分子相互作用的研究6.2 多巴胺与DNA分子间相互作用的研究6.3 电化学法研究大黄素与DNA的相互作用6.4 本章小结参考文献第七章 蛋白质性质与功能的表面电化学研究7.1 电极界面性质对细胞色素c电化学行为的影响7.2 heme蛋白在纳米TiO2膜电极界面上的直接电子传递过程7.3 天花粉蛋白诱导细胞凋亡机理的研究7.4 本章小结参考文献第八章 生物兼容性电极的展望8.1 在生命科学研究中的应用8.2 新型化学修饰电极8.3 在分析化学中的应用参考文献号召大家买原版著作！[em26]

传感器(Sensor)技术(Technology)是现代科技的前沿技术，传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业，它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。 我国自动化方面的专家呼吁：目前复杂系统越来越复杂，仪器仪表自动化已经陷入低谷，其主要原因之一是传感技术的落后，一方面表现为传感器在感知信息方面的落后;另一方面也表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。 分析仪器产业迫切需要新型传感器。分析仪器是我国科技、经济和社会持续发展的基础，红外测温仪无论在工业过程控制、设施农业、生物医学、环境控制、食品安全乃至航空航天、国防工程等领域，均迫切需要各类新型传感器作为信息摄取源的小型化、红外测温仪专用化、简用化、家庭化(甚至个人化)的新一代分析仪器，实现更灵敏、更准确、更快速、更可靠地实时检测，以迅速改变我国分析仪器的落后状况。 而技术推动是加速传感器技术发展的保证和机遇。几十年来，风速仪以微电子技术为基础，促进了传感器技术的发展。未来10～20年，传统硅技术将进入成熟期(预测为2014年～2017年)。届时，直径300mm硅晶片将大量用于生产，使得硅的低成本制造技术和硅的应用(Application)技术将得到空前的发展，这无疑将为研制生产微型传感器、智能传感器等新型传感器提供技术保障。从总体发展看，传统硅技术将一直延续到2047年(即晶体管发明100周年)才趋于饱和(即达到芯片特征尺寸的极限)和衰退。而当前微电子技术仍将依循“等缩比原理”和“摩尔定律”两条基础规律走下去，在尽力逼近传统硅技术极限中，不断扩展硅的跨学科横向应用(如MEMS等)和突破“非稳态物理器件”风速仪(量子、分子器件)，而上述微电子技术发展中的两大方向正是当前乃至未来20年传感器技术的主要发展方向。 同时，多学科、多种高新技术的交叉融合，推动了新一代传感器的诞生与发展。例如：我国重点开发的MEMS(微电子与微机械的结合)、MOMES(MEMS与微光学的结合)、智能传感器(MEMS与CPU、信息控制技术的结合)、生物化学传感器(MEMS与生物技术、电化学的结合)等以及今后将大力开发的网络化传感器(MEMS网络技术的结合)、纳米传感器(纳米技术与传感技术的结合)均是多学科、多种学科技术交叉融合的新一代传感器。

——国家863计划纳米生物技术主题专家张阳德教授访谈录编者按：岁末年初，我国纳米生物领域出现了几件大事：2007年12月31日，中国医药生物技术协会纳米生物技术分会在深圳宣告成立。工程院院士何继善、科学院院士姚开泰等全国近百名专家参加。2008年2月，中国纳米生物技术分会在北京举行第一届委员大会，卫生部纳米生物技术重点实验室主任、卫生部肝胆肠外科研究中心主任、中南大学生物医学工程研究院院长张阳德教授，选举为首届主任委员。大会选举了中国工程院陈志南院士、中国科学院曾益新、魏于全、姚开泰院士、江雷教授5位专家为副主任委员。郭应禄院士等35名业内专家为常务委员。这个汇集我国纳米生物领域的医学、化学、微电子、精密机械加工的专家组成的强大团队，将整合科技界、产业界纳米生物技术的资源，开展国家“863计划”纳米生物技术研究的攻关和实施。为此，我们邀请张阳德教授阐述了我国开发纳米生物技术尤其是在医学应用的战略和关键问题。先发制人，后发制于人记者：科学的交叉与融合，产生了一些新兴的领域。其中纳米生物技术与医用材料，就属于这样的领域。作为国家863计划纳米生物技术的主题专家，你如何看待当今纳米生物技术的发展现状？张阳德：即使你比刘翔跑得还要快，你也得与对手站在同一条起跑线上。我们在现代科技与产业的一些方面，落后于西方发达国家，这并不是我们跑得不够快，而是因为没能站在同一个起点。纳米生物技术是纳米科技与当代生物医学多学科结合的产物，是当代生物技术的前沿和热点。尤其在医药卫生领域有着广泛的应用和巨大的产业化前景。当今国际，由纳米药物载体，纳米生物传感器，纳米生物临床检测诊疗手段引发的新技术革命方兴未艾。据预测，到2010年，纳米生物技术对美国GDP的贡献将达到万亿美元，在日本的市场规模也将达到30万亿日元。在中国这样的人口大国，市场前景更加不可限量。纳米生物技术在医学临床应用，将成为我国重要的战略高技术领域，直接影响着国民经济和社会发展，关系到国家安全和人民健康。记者：目前这一领域中各国的竞争趋势如何？张阳德：先发制人，后发制于人。抢占战略制高点，向来是发达国家发展战略高技术的一个原则。从2000年开始的美国国家纳米技术行动计划，将纳米生物医疗列为突破重点。美国国家卫生研究院（NIH）2001年专门组织了“纳米科技与生物医学”的研讨会，提出了“纳米科技将导致新的生物学和生物工程”的结论。美国NIH在2002年度科研项目计划中，超过50%%的经费是针对生物反恐怖的，其中多数项目的完成希望借助纳米科学技术。美国国家癌症研究所（NIC）的计划是希望借助纳米科学技术，主要包括纳米颗粒材料技术以及纳米传感器技术，形成一些新的、针对恶性肿瘤的早期诊断与治疗技术。欧盟2002年正式推出了第6框架计划（2002～2006年），旨在将科学发展的成果转化为产业界的实际竞争优势。纳米生物技术的研究重点包括先进的药物传递方式、具有生物实体的纳米电子学、生物实体的界面、生物实体的电子探测、生物分子或复合物的处理操纵和探测。

美国密歇根大学的研究人员近日发明出一种新型生物传感装置，利用该装置，无需显微镜即可测量出细菌的生长过程及药敏特征。研究结果发表在1月15日的《生物传感器与生物电子学》期刊上。 科学家将这种装置称为“异步磁珠转动（AMBR）传感器”，它采用了一种可以在磁场中异步旋转的磁性小珠，任何附着到这种磁珠的物质都会降低其转速。在这项研究中，研究人员将杆状大肠杆菌附着在磁珠上，然后用AMBR传感器进行检测。“当单个细菌附着上去后……将极大地阻碍磁珠，使磁珠旋转速率减慢到原来的四分之一”，领导这项研究的Raoul Kopelman教授解释，“若细菌再长大一点点，阻碍力将持续增大，转速也将随之变化，因而我们可测量出细菌的这种纳米级生长变化”。利用同样的原理，该装置也可用于检测细菌的药敏性。当细菌受到药物影响停止持续生长，进而使得磁珠转速发生变化，于是研究人员便能在数分钟内知道药物是否对细菌产生了作用。“采用这种方法，我们可以检测到小至80纳米程度的细菌生长变化，远比一台光学显微镜管用——显微镜的解析度也就大约250纳米”，文章第一作者Paivo Kinnunen说，“这种方法可以应用到任何微米级或纳米级的大小变化检测中”。研究人员表示，这种新型生物传感装置或将有助于加快细菌感染治疗。（科学网 张笑/编译）相关仪器：IX71型倒置光学显微镜 异步磁珠转动传感器完成人：拉乌尔·科普曼课题组实验室：美国密歇根大学化学系、生物医药工程系、化学工程系、病理学系、应用物理计划兰道实验室 密歇根大学卫生系统临床微生物学与病毒学实验室群

这款[url=http://www.f-lab.cn/biosensors/fo-ppr.html][b]生物传感器[/b][/url]采用光纤光学[b]粒子等离激元共振[/b]技术FO-PPR,提供一流的[b]生物分子传感[/b]功能,非常适合[b]生物分子探测[/b]和[b]生物分子实时交互[/b]分析,广泛用于医学研究和生命科学研究以及生物制药诊断和质量控制。[b]生物传感器特色[/b]15分钟完成测量仅仅需要3步骤即可完成实验:生物芯片安装,样品微注射,结果探测具有无需标记的专利技术便携式设计,方便移动超高灵敏度,具有探测10^-9克灵敏度生物传感器工作过程生物传感器FO-PPR采用了高灵敏度光纤光学粒子等离激元共振技术,通过检测金纳米颗粒AuNPs的表面激元散射,在光纤上表现出折射率变化,从而实时监测分子结合事件。[img=生物传感器]http://www.f-lab.cn/Upload/FO-PPR.jpg[/img]生物传感器：[url]http://www.f-lab.cn/biosensors/fo-ppr.html[/url]

美国密歇根大学的研究人员近日发明出一种新型生物传感装置，利用该装置，无需显微镜即可测量出细菌的生长过程及药敏特征。研究结果发表在1月15日的《生物传感器与生物电子学》期刊上。科学家将这种装置称为“异步磁珠转动（AMBR）传感器”，它采用了一种可以在磁场中异步旋转的磁性小珠，任何附着到这种磁珠的物质都会降低其转速。在这项研究中，研究人员将杆状大肠杆菌附着在磁珠上，然后用AMBR传感器进行检测。“当单个细菌附着上去后……将极大地阻碍磁珠，使磁珠旋转速率减慢到原来的四分之一”，领导这项研究的Raoul Kopelman教授解释，“若细菌再长大一点点，阻碍力将持续增大，转速也将随之变化，因而我们可测量出细菌的这种纳米级生长变化”。利用同样的原理，该装置也可用于检测细菌的药敏性。当细菌受到药物影响停止持续生长，进而使得磁珠转速发生变化，于是研究人员便能在数分钟内知道药物是否对细菌产生了作用。“采用这种方法，我们可以检测到小至80纳米程度的细菌生长变化，远比一台光学显微镜管用——显微镜的解析度也就大约250纳米”，文章第一作者Paivo Kinnunen说，“这种方法可以应用到任何微米级或纳米级的大小变化检测中”。研究人员表示，这种新型生物传感装置或将有助于加快细菌感染治疗。相关仪器：IX71型倒置光学显微镜 异步磁珠转动传感器完成人：拉乌尔·科普曼课题组实验室：美国密歇根大学化学系、生物医药工程系、化学工程系、病理学系、应用物理计划兰道实验室 密歇根大学卫生系统临床微生物学与病毒学实验室群http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09505.gif

中国科技网讯 据物理学家组织网近日报道，美国普渡大学等机构的研究人员制成了新型生物传感器，能够以非侵入的方式进行糖尿病测试，探测出人体唾液和眼泪中极低的葡萄糖浓度。这项技术无需过于繁复的生产步骤，从而可降低传感器的制造成本，并可能帮助消除或降低利用针刺进行糖尿病测试的几率。相关研究论文发表在《先进功能材料》杂志上。 目前的大多数传感器都能测量血液中的葡萄糖，但却不能探测眼泪和唾液中的葡萄糖浓度，而新方法能够应用于唾液、眼泪、血液和尿液中，这在之前还未被证实过。 新型生物传感器包括3个主要部分：石墨烯制成的纳米片层、铂纳米粒子和葡萄糖氧化酶。其中的纳米片仿若微小的玫瑰花瓣，每片花瓣均包含着多个堆叠的石墨烯层。花瓣的边缘也悬挂着不完整的化学键，使铂纳米粒子可以附着在这里。纳米片和铂纳米粒子相结合能够形成电极，随后葡萄糖氧化酶也可附着在铂纳米粒子上。酶能将葡萄糖转化为过氧化物，并且在电极上产生一个信号。 通常情况下，在获得具有纳米结构的生物传感器成品前，需要经历复杂的处理步骤，其中包括光刻、化学处理、蚀刻等。而这些纳米片花瓣的好处就是，它们能够在任一表面上生长，也无需经历这些步骤，因此可称得上是商业化的理想选择。 除了糖尿病测试，此项技术还可用于感测多种化合物以契合其他的医疗状况。例如可将葡萄糖氧化酶替换为谷氨酸氧化酶来测量神经递质谷氨酸，以进行帕金森症和阿尔茨海默症的测试，或是使用乙醇氧化酶来监测体内的酒精。其不仅应用范围很广，同时还兼具快速和便携的优势。 研究人员称，这是首次在这么宽的检测范围内发现如此低的传感极限。这种探测器能探测到浓度为0.3微摩尔的葡萄糖，比其他基于石墨烯、碳纳米管或金属纳米粒子等材质的电气化学生物传感器更为敏感。 此外，这款传感器还能区分源自葡萄糖和其他化合物的信号，如一般存在于血液中的尿酸、抗坏血酸和对乙酰氨基酚等化合物，其通常会导致对传感器的干扰。此外，这些化合物还具有电化学活性，这意味它们自己就能产生电子信号，而不用像葡萄糖一样，需要和酶发生反应后才能生成单个信号。（张巍巍） 《科技日报》（2012-8-28 一版）

我是做纳米线导电聚合物电化学生物传感器的，我知道其他高校和研究所也在做。但是，不知道大家都是做什么样的传感器、什么体系？请大家报个号，方便大家讨论学习！

2012年11月22日 来源： 科技日报 作者： 何屹 本报讯 据每日科学网日前报道，新加坡研究人员利用黄金纳米阵列开发出适于商业应用的高性能表面增强拉曼光谱传感器。 表面增强拉曼光谱技术（SERS）是在印度科学家拉曼1928年发现拉曼散射现象的基础上发展起来的。利用拉曼光谱技术可以非常方便地鉴定物质成分，现已成为探测界面特性和分子间相互作用、表征表面分子吸附行为和分子结构的有效工具，广泛应用于癌症诊断和食品检测等领域。不过，由于很多分子直接通过拉曼光谱无法检测出信号，需要通过拉曼增强技术，将这些分子吸附在纳米金属表面，在特定波长的激光照射下，利用表面增强拉曼光谱传感器检测出待检物质。 新加坡科技研究院（A*STAR）材料工程研究所的研究人员制造出一种非常密集且有规律的黄金纳米阵列，在自组装和传感等方面具有独特的优点。此外，他们还成功将该纳米阵列置于光纤端头涂层中，使得该技术有望在遥感监测危险废弃物方面具有广泛的应用前景。 研究人员在涂有自聚物纳米粒子的表面进行纳米阵列的自组装，较小的黄金纳米粒子会自发附着。仅仅依靠涂层和吸附这些简单的过程，就可稳定高产地形成小于10纳米的纳米簇。通过调整聚合物的规模和密度等特征，研究人员可以调节纳米簇的大小和密度，使表面增强拉曼散射达到最大化。该技术的效率非常高：涂满100毫米直径的晶片，或200光纤端头，仅需要不超过10毫克的聚合物和100毫克的黄金纳米粒子，而聚合物和纳米粒子均可低成本大量生产。 由于纳米阵列的形成过程完全是自组装过程，因此该技术不需要专门的设备或特定的无尘室，非常适合低成本商业化生产。目前该技术已在新加坡、美国和中国申请了专利。（何屹）

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 韩国首尔大学的研究人员从甲虫的翅膀获得灵感，研发出一种柔韧的电子传感器，其能捕捉到一只瓢虫行走时的轻柔脚步声，也可以区分剪力和扭力，就像人体皮肤一样。它还可以绑在手腕上，作为心率监测器使用。29日出版的《自然·材料》杂志对传感器的设计进行了描述。 研究人员解释说，当甲虫休息时，其翅膀上和身体上的两排毛发会通过一种名为范德华力的静电吸引力相互锁定，他们借鉴了甲虫鞘翅间的这种锁合结构，利用交织在一起的“毛发”制成了该电子传感器。“毛发”实际上是直径100纳米、长1微米、外覆导电金属涂层的聚合物纤维。将聚合物纤维层像三明治一样夹在一起，这些纳米“毛发”就会互相吸引并彼此锁定。用聚合物制作的柔软防护层将其“包裹”住，并用电线连接起来，便可作为传感器使用。当按压、揉搓或刷拭传感器时，“毛发”的位置发生改变，传感器的电阻也随之变化。小至5帕斯卡的压力都可被其探测到，这是比最轻的触摸还要柔和的力度。　　据专业人士介绍，这种传感器将在家庭医疗方面起到重要作用。目前，这种“毛发”电子传感器正处在开发阶段，离真正上市面对消费者还有很长的路要走。

美国麻省理工学院（MIT）宣布，发现了利用碳纳米管的新发电现象——“热力波”（Thermopower Wave）（英文发布资料）。麻省理工学院在《自然—材料学》（[i]Nature Materials[/i]）上发表了有关详细内容。发现这一现象的麻省理工学院化学工程副教授Michael Strano称，热力波是一种当热波在碳纳米管上高速传播时，会同时搬运电子或空穴（Hole）的现象。比如用环三次甲基三硝铵（RDX，塑料炸弹的主要材料）对多层碳纳米管（MWCNT）进行涂层，并在其一端通过激光器半导体点“火”。热波就会像导火线似的在多层碳纳米管上高速移动。其移动速度在2860K温度下超过2m/s，“是普通化学反应速度的1万倍”（麻省理工学院）。Strano等人发现，在这种波传递的同时能够形成非常大的电力。论文中的输出密度为7kW/kg。麻省理工学院表示，“论文发表之后开发工作仍在继续，现在已经实现了相当于锂离子充电电池100倍的输出密度”。Strano称，这种现象无法通过在热电转换元件中广为人知的“塞贝克效应”（Seebeck Effect）进行合理解释。“虽然被称作‘燃烧波’（Combustion Wave）的现象从100多年前就已经能够从理论上加以解释，但在碳纳米管上产生燃烧波、而且燃烧波还会产生电流，却是此前一直不为人知的现象”（Strano）。虽然利用这种现象的具体应用实例尚未出现，不过Strano表示“有望用于米粒大小的超小型传感器和可嵌入体内的电子产品等，或是散布在空气中使用的环境传感器”。上述现象为不可逆反应，因此无法用于充电电池，不过Strano表示“能够制造出不漏电不放电、可半永久性保存的（一次）电池”。资料来源：[url]http://paper.sciencenet.cn//htmlpaper/20104231042214218903.shtm[/url]

新型传感器推动农残快速检测技术仪器信息网 2012-7-6 8:29:31 点击84次　　6月29日，由中科院合肥物质科学研究院承担的中国—新加坡国际合作项目“荧光标记的人工抗体微纳传感器对农药残留的快速检测”在合肥顺利通过验收。验收专家组经过质询和讨论后认为，通过开展国际合作与交流，该项目取得多项创新性和系统性的研究成果。通过以磁性纳米粒子为基质，合成出高效的人工抗体新材料，实现了复杂样品中农药成分的快速分离富集;并且成功研制出可视化检测的试纸和微纳芯片，其检测限达到0.1ppb，优于欧美标准，为食品安全及农产品贸易提供了理论和技术支持。特别是农残传感器的研究具有原创性，达到国际领先水平。　　通过项目实施，该院在J. Am. Chem. Soc.等国际期刊上发表SCI论文17篇;申请国家发明专利3件(其中已获授权1件);培养了4名博士、6名硕士。合作双方建立了稳定的合作关系，新方负责人韩明勇被中科院聘为特聘研究员。（来源：科技部）