所有传感器复习答案

第一章简述传感器的定义及其工作原理。传感器（Sensor）：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。简述化学传感器、物理传感器和生物传感器的区别。三种传感器是按照工作原理来分类的，所以传感器的作用原理和定义是不相同的物理传感器：用以测量物理量，如长度、重量、温度、压力和电性能为其各自目的。化学传感器：能感受规定的化学量并转换成可用输出信号的传感器。例如：酸度计、氯离子检测等生物传感器：一个生物传感器应是一个独立的、完整的装置，通过利用与换能器保持直接空间接触的生物识别元件（生物化学受体），它能够提供特殊的定量和半定量分析信息。例如：血糖检测ＤＮＡ检测等传感器应用领域有哪些？1.军事国防2.环境检测：气体传感器，光纤传感器3.医疗诊断：电流型生物传感器—血糖测定，电位型生物传感器，化学发光免疫分析4.食品工业：5.工业生产第二章分子识别包括哪几种？分子识别包括化学试剂识别和生物识别试剂。化学试剂识别包括:形成络合物，分子印迹生物识别试剂包括：1.微生物及微生物反应2.抗体及免疫学反应3.核酸及核酸反应4.酶及酶反应以酶为基础的传感器有什么优点和缺点？1.能与基质键连；2.选择性高；3.有催化活性，进而能改善传感器的灵敏度；4.能相当快地作用；5.是最常用的生物组分。不利因素：酶较昂贵；固定化易失活等。第三章简述离子选择性电极原理。是通过电极上的薄膜对各种离子有选择性的电位响应而作为指示电极的。电化学传感器的优缺点。优点：高灵敏度、快速；仪器简单、低廉，易微型化和便携；可在浑浊液体等环境中工作；缺点：需要有氧化还原反应的发生，或是间接和氧化还原反应关联。选择型比较低，易受到其他电活性物质的干扰；第四章光学传感器的优点是什么？优点：1.不需采用“参考电极”，但也常常用到参考源；2.不受电子干扰，这种特性在有电磁场干扰的情况下尤为重要；3.固定试剂不需要与任何光导纤维相接触，并且容易置换；4.不存在电安全方面的危险；5.有些待分析质在光学平衡基础上被敏感，受温度波动等影响小；6.稳定性高，尤其在进行双波长测定时；7.能设计成多功能传感器，可以对一种以上待分析物采用多种固定试剂在不同波处同时作出响应缺点：1.容易受到背景光的干扰；2.与其他传感器比较，其具有有限的动力学范围（一般102）；3.相对难以小型化；4.在入射光照射下反应试剂的长期稳定性存在问题；5.响应时间可能会慢一些；名词解释：化学发光和逝消波。化学发光：化学发光是在化学反应过程中，由于化学物质分子吸收了化学能而受激跃迁至激发态，当激发态分子重新回到基态时，以光子形式释放能量，产生光辐射的现象。消逝波：（又称表面波，英文：Evanescentfield）是指当光波在两种介质产生全反射时发生的光学现象。一般来讲，当光波从光密介质入射到光疏介质时，如果入射角大于临界角会产生全反射现象。此时有光波虽然不能穿过两种介质的临界面，但沿着临界面平行的方向会产生光波，其电场及磁场的复振幅随着远离临界面的距离的增大而呈现指数级的减小趋势，这部分光波被称为消逝波，或称为表面波。光纤传光的基本原理是什么，光纤传感器有哪些优点？光的全内反射是光纤传输光的基础优点：1.与光效应偶联的反应类型有很多种，具有普遍的实用意义；2.适于制作微型传感器（光纤直接可以到微米级），生物兼容性好，加之良好的柔韧性和不带电的安全性，使之尤其适用于生物和临床医学上的实时、在体检测；3.抗干扰、耐腐蚀和高温，反应灵敏、功耗小，适于遥感、特殊环境及长期自动监测；4.可采用多波长和时间分辨技术来提高方法的选择性，可同时进行多参数或连续多点检测，以获得大量信息。电化学酶电极分为哪三代模式？第五章质量敏感传感器的原理是什么？其可能的检测极限为多少？压电效应（piezoelectriceffect）:晶体受外界机械压力的作用，在其表面产生电荷的现象。逆压电效应应用一种振荡电位可使晶体发生振动。阐述酶热敏电阻的传感的原理。Ro为温度To时的电阻值,B为热敏电阻系数，通常为20006000，一般B为3000，R在300K温度下大约是10kΩ，对应于图线的斜率为1kΩ/oC，通常可适用范围是-100200oC。用酶热敏电阻测定待测物的含量是依据酶促反应产生热量的多少来进行的。第六章传感器的特性参数有哪些？1.选择性2.线性范围、灵敏度和检测限3.时间因素4.精确度、准确性和可重复性列出常用生物材料固定到转换器上的主要方法，简述各自有缺点。吸附法不稳定，易受外界环境影响共价键合法操作步骤较多，易降低酶活。交联法反应条件严格，易失活。包埋法分子量大的底物在凝胶网络内扩散较困难。LB膜法制备困难，稳定性不好。层层组装法固定量小，需控制一定条件。阐述设计一种新的传感器时要考虑的主要要素。1.为应用制定明细规范。2.选定选择性基元。3.选择转换器。4.选定固定化方法。5.所要求的特性因子。6.传感器的结构。7.传感器的操作。8.传感器测试。简单设计一种测定血液中葡萄糖的化学或生物传感器。1.1目标要提供一种简单的、可携带的、适用于在家糖尿病病人为常规监测其血液中葡萄糖含量的传感器。1.1.1应用给定的技术条件传感器必须是简单的、可靠的和价廉的。1.1.2选定有关选择性基元葡萄糖氧化酶（GOD）1.1.3选择转换器电流型的电化学转换器。媒介体：二茂铁衍生物1.1.4选定固定化方法共价键连方法1.1.5要求的特定因子血液葡萄糖范围为1.133.3mmol/L。精度为3%8%。试验时间需30s。传感器寿命—封入片中的葡萄糖酶试验电极片至少有6个月的寿命。传感器的结构将传感器与供试验室使用YellowSprings的仪器公司生产的血液葡萄糖监测装置相比较。第七章简述化学与生物传感器的发展趋势1.开发新材料2.采用新工艺-----微型化3.研究多功能集成传感器4.研究智能式传感器5.研究仿生传感器纳米材料在传感器中有哪些应用？1.纳米材料2.无机材料3.有机聚合物4.复合物5.仿生膜