目錄
《半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書》出版說明
序
前言
第1章 生物光電子學(xué) 1
1.1 生物光電子學(xué)的范疇 1
1.1.1 生物光電子學(xué)的定義 1
1.1.2 生物光電子學(xué)涉及的基本理論 1
1.1.3 生物光電子學(xué)研究的內(nèi)容 2
1.1.4 生物光電子學(xué)的發(fā)展方向 3
1.1.5 光電子技術(shù)在分子生物學(xué)中的應(yīng)用 3
1.2 生物材料與生物大分子的相互作用 4
1.2.1 DNA 與生物材料的相互作用 5
1.2.2 蛋白質(zhì)與生物材料的相互作用 7
1.2.3 細(xì)胞膜與生物材料的相互作用 8
1.3 相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用（概論） 9
1.3.1 流式細(xì)胞技術(shù) 9
1.3.2 生物芯片技術(shù) 10
1.3.3 誘捕的前體分子光激活技術(shù) 11
1.3.4 生物傳感器 11
1.4 納米尺度的生物光電子 12
1.4.1 納米粒子的“導(dǎo)線”作用 12
1.4.2 量子點(diǎn)在分子生物學(xué)中的應(yīng)用 12
1.4.3 生物分子作為納米材料的模板 13
1.5 展望 13
參考文獻(xiàn) 14
第2章 生物光電子學(xué)中的電化學(xué)過程 16
2.1 生物光電子學(xué)中的電化學(xué)過程概述 16
2.2 生物電化學(xué)應(yīng)用技術(shù) 22
2.2.1 生物膜與生物界面模擬研究 22
2.2.2 電脈沖基因?qū)�入研�?24
2.2.3 電場加速作物生長 24
2.2.4 癌癥的電化學(xué)療法 24
2.2.5 電化學(xué)控制藥物釋放技術(shù) 25
2.2.6 在體研究 25
2.2.7 生物分子的電化學(xué)行為研究 26
2.3 生物電分析化學(xué) 26
2.3.1 生物電分析化學(xué)概述 26
2.3.2 伏安分析在生命科學(xué)中的應(yīng)用 27
2.3.3 電化學(xué)生物傳感器 27
2.4 電化學(xué)酶傳感器 29
2.4.1 電化學(xué)酶傳感器的組成及工作原理 29
2.4.2 電化學(xué)酶傳感器的分類 30
2.4.3 電化學(xué)酶傳感器的發(fā)展歷程 30
2.5 電化學(xué)DNA生物傳感器 33
2.5.1 DNA概述 34
2.5.2 DNA電化學(xué)生物傳感器 36
2.6 電化學(xué)免疫傳感器 42
2.6.1 免疫傳感器的原理 42
2.6.2 免疫傳感器的分類 43
2.7 電化學(xué)細(xì)胞傳感器 48
2.7.1 化學(xué)組成及胞間化學(xué)信號分子 49
2.7.2 細(xì)胞生物生理行為 50
2.7.3 細(xì)胞的固定技術(shù) 51
2.7.4 細(xì)胞傳感器的種類及應(yīng)用 53
2.8 生物能源系統(tǒng) 55
2.8.1 生物燃料電池的應(yīng)用 58
2.8.2 目前發(fā)展中存在的問題 58
2.8.3 生物燃料電池的發(fā)展前景 59
2.9 目前研究狀況及展望 59
參考文獻(xiàn) 60
第3章 生物光電子學(xué)中的半導(dǎo)體材料及其應(yīng)用 68
3.1 概述 68
3.2 半導(dǎo)體材料的基本性質(zhì) 69
3.2.1 半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu) 70
3.2.2 半導(dǎo)體的電子狀態(tài)和能帶結(jié)構(gòu) 71
3.2.3 半導(dǎo)體載流子 73
3.2.4 半導(dǎo)體雜質(zhì)與缺陷 74
3.2.5 有機(jī)半導(dǎo)體 77
3.3 半導(dǎo)體器件 79
3.3.1 半導(dǎo)體pn結(jié)及二極管 79
3.3.2 半導(dǎo)體三極管 82
3.3.3 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 83
3.4 半導(dǎo)體生物傳感器 86
3.4.1 生物傳感器的發(fā)展簡史 86
3.4.2 生物傳感器的分類 87
3.4.3 生物傳感器的結(jié)構(gòu)和原理 88
3.5 半導(dǎo)體生物傳感器 90
3.5.1 半導(dǎo)體生物傳感器工作原理 90
3.5.2 場效應(yīng)晶體管生物傳感器 91
3.5.3 光電化學(xué)型半導(dǎo)體生物傳感器 94
3.6 半導(dǎo)體生物傳感器的應(yīng)用 95
3.6.1 在生物分子檢測領(lǐng)域的應(yīng)用 95
3.6.2 在食品分析中的應(yīng)用 108
3.6.3 在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 109
3.7 目前研究狀況及展望 110
參考文獻(xiàn) 110
第4章 熒光生物傳感技術(shù) 114
4.1 概述 114
4.2 基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移的生物傳感 115
4.2.1 FRET用于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能研究 117
4.2.2 FRET在細(xì)胞凋亡研究中的應(yīng)用 119
4.2.3 細(xì)胞內(nèi)離子的FRET傳感 120
4.3 基于時間分辨的熒光生物傳感 121
4.3.1 時間分辨熒光分析技術(shù) 121
4.3.2 熒光壽命生物傳感 123
4.3.3 時間分辨熒光傳感 125
4.4 基于熒光偏振的生物傳感 130
4.4.1 概述 130
4.4.2 熒光偏振傳感的應(yīng)用 134
4.5 基于量子點(diǎn)的納米熒光傳感 136
4.5.1 量子點(diǎn)的概念 136
4.5.2 量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì) 138
4.5.3 量子點(diǎn)熒光生物探針的構(gòu)建 140
4.5.4 量子點(diǎn)的制備 141
4.5.5 量子點(diǎn)的表面修飾 143
4.5.6 量子點(diǎn)的生物功能化 145
4.5.7 量子點(diǎn)的生物傳感應(yīng)用 148
4.6 小結(jié)與展望 166
參考文獻(xiàn) 167
第5章 拉曼光譜生物檢測技術(shù) 174
5.1 概述 174
5.2 拉曼散射 175
5.2.1 拉曼散射原理 175
5.2.2 拉曼散射應(yīng)用 177
5.3 表面增強(qiáng)拉曼散射 179
5.3.1 SERS發(fā)展歷史 179
5.3.2 SERS效應(yīng)增強(qiáng)機(jī)理 179
5.3.3 SERS基底制備 182
5.3.4 SERS技術(shù)在生物學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢 186
5.4 表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用 186
5.4.1 生物小分子SERS傳感 187
5.4.2 SERS在核酸檢測中的應(yīng)用 188
5.4.3 SERS在免疫檢測中的應(yīng)用 191
5.4.4 SERS在細(xì)胞檢測中的應(yīng)用 197
5.5 針尖增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù) 203
5.5.1 TERS技術(shù)及其原理 203
5.5.2 TERS儀器 204
5.5.3 TERS應(yīng)用 205
5.6 展望 210
參考文獻(xiàn) 211
第6章 納米等離子激元生物傳感 219
6.1 引言 219
6.2 等離子共振散射 220
6.2.1 Mie散射 221
6.2.2 橢球體散射 224
6.3 等離子激元材料 228
6.3.1 納米盤 229
6.3.2 納米棒 232
6.3.3 納米三角形 235
6.3.4 納米殼 239
6.4 納米等離子激元單顆粒/分子光譜檢測技術(shù) 243
6.4.1 單顆粒SPR散射光譜技術(shù) 243
6.4.2 金屬顆粒的SPR光學(xué)性質(zhì) 244
6.4.3 等離子散射的影響因素 246
6.4.4 單顆粒直接傳感器 250
6.4.5 等離子共振能量轉(zhuǎn)移傳感器 251
6.4.6 等離子激元共振耦合傳感器 253
6.5 SPR細(xì)胞成像與治療 255
6.5.1 生物成像 256
6.5.2 癌癥治療 258
6.6 展望 263
參考文獻(xiàn) 263
第7章 微流控芯片技術(shù) 269
7.1 微流控芯片技術(shù)概述 269
7.2 微流控芯片的制作技術(shù) 269
7.2.1 微流控芯片的材料 269
7.2.2 微流控芯片的制作方法 271
7.2.3 微流控設(shè)備分類 278
7.3 微流控技術(shù)與生物光電子學(xué)在床旁快速診斷中的應(yīng)用 282
7.3.1 微流控芯片在生物光電子學(xué)方面的應(yīng)用 282
7.3.2 光流體技術(shù)在生物學(xué)檢測中的應(yīng)用 284
7.3.3 床旁快速診斷 290
7.3.4 微流控芯片在POCT 中的應(yīng)用 292
7.3.5 微流控芯片技術(shù)展望 302
參考文獻(xiàn) 302
第8章 生物信息存儲與傳遞 309
8.1 生物信息概述 309
8.1.1 DNA和RNA的組成與結(jié)構(gòu) 310
8.1.2 蛋白質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu) 311
8.1.3 遺傳信息傳遞 312
8.1.4 DNA的損傷與修復(fù) 315
8.2 生物存儲 317
8.2.1 信息存儲 317
8.2.2 生物存儲器 318
8.2.3 生物存儲的未來 325
8.3 DNA計算機(jī) 325
8.3.1 DNA分子計算機(jī)的基本原理 326
8.3.2 DNA計算機(jī)的優(yōu)勢與不足 329
8.3.3 DNA計算機(jī)的發(fā)展簡史 330
8.3.4 DNA計算機(jī)的應(yīng)用 331
8.3.5 DNA計算機(jī)的未來 337
8.4 DNA納米技術(shù) 337
8.4.1 DNA 納米技術(shù) 337
8.4.2 DNA納米技術(shù)的應(yīng)用 340
8.4.3 DNA納米技術(shù)的挑戰(zhàn)與展望 351
參考文獻(xiàn) 351
第9章 生物成像與診斷 353
9.1 生物成像與診斷概述 353
9.2 X射線成像方法及進(jìn)展 357
9.3 X射線計算機(jī)斷層成像方法及進(jìn)展 365
9.3.1 成像原理 365
9.3.2 投影重建圖像的原理 369
9.3.3 投影重建圖像的算法 371
9.3.4 X射線CT的研究熱點(diǎn)方向 373
9.4 核磁共振成像技術(shù)及進(jìn)展 376
9.4.1 磁共振成像概述 376
9.4.2 磁共振成像物理基礎(chǔ) 377
9.4.3 磁共振成像原理 380
9.4.4 磁共振成像的研究進(jìn)展 383
9.5 放射性核素成像方法及進(jìn)展 385
9.5.1 放射性核素成像方法概述 385
9.5.2 放射性核素成像的物理基礎(chǔ) 386
9.5.3 放射性核素成像的設(shè)備 387
9.5.4 主要方法基本原理 389
9.5.5 PET/CT成像方法的新進(jìn)展 394
9.6 超聲成像方法和進(jìn)展 398
9.6.1 超聲波概述 398
9.6.2 超聲成像的物理基礎(chǔ) 399
9.6.3 超聲成像的原理 402
9.6.4 醫(yī)學(xué)超聲成像設(shè)備 404
9.6.5 超聲成像的新進(jìn)展 408
9.7 光學(xué)生物成像方法及進(jìn)展 414
9.7.1 激光掃描共聚焦顯微術(shù) 414
9.7.2 非線性顯微成像 422
9.7.3 時間分辨熒光壽命成像 426
9.7.4 熒光共振能量轉(zhuǎn)移 429
9.7.5 光學(xué)相干層析成像 432
9.7.6 擴(kuò)散光學(xué)層析成像 435
9.7.7 光聲層析成像 437
9.7.8 全內(nèi)反射熒光顯微術(shù) 442
9.8 展望 446
參考文獻(xiàn) 447
索引 452
《半導(dǎo)體科學(xué)與技術(shù)叢書》已出版書目 453