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工业与生物医学应用的纳米与微米制造 || 元件与器件层面的化学与生物传感器

DOI：10.1016/b978-0-323-37828-4.00006-6 出版年份：2016 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 化学和生物传感器最初作为微芯片技术的延伸在微观尺度上进行探索。它们因具有快速检测能力和仅需极小样本量的优势而备受青睐。更小型化、高性能的光度与荧光检测器的发展，使得光学吸光系统得以集成于芯片之上。电化学传感器通过测量水样中电解质的电导率，还能检测扩散至样品中的气体浓度，这使其成为极具价值的个人健康监测工具。这类系统已应用于医疗监护及工业级反应过程的监测与控制。集成式化学场效应晶体管（chemFET）器件是该技术实际应用的典范，可用于pH值测量——其基于离子敏感场效应晶体管（ISFET）原理，即溶液中的离子在晶体管两端产生电流，pH值变化会引发信号成比例改变。生物材料（包括DNA和细胞）亦可作为传感元件：通过聚合物将细胞附着于传感器表面，利用其电化学特性变化来检测食品病原体；而DNA光学读出法则是分析DNA序列的公认方法。
作者：
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

探索微尺度化学与生物传感器的发展与应用，重点关注其在快速高通量检测和极小样本需求方面的优势，以及在医疗监测和工业规模反应中的应用。

研究成果

化学反应过程及（生物）化学反应的强化依赖于专用技术的优化。通用参数（如pH值、电导率和温度）微型传感器的开发被视为化学工程的里程碑，而特定生物芯片或微阵列格式中分子的生物识别与相互作用，对于理解生物功能及其在功能异常（如疾病期间）时的后续调控具有重要意义。

研究不足

化学与生化检测领域无法采用一刀切的方案。除温度、pH值等通用参数传感器外，微全分析系统（μTAS）研发界正在探究多种特色传感器的工作原理及其性能工作范围。

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    型号：ZEISS Sigma 300 with RISE

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