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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供化學、生命科學、環境科學及材料科學等相關領域科研人員閱讀參考，也可作為高等院校相關專業的教學用書。
1.“十二五”國傢重點圖書；
2.化學工業齣版社齣版基金資助齣版；
3.本書主編長期從事電化學及電分析化學的教學及科研工作，參加和主持多項國傢、省部級科研項目，先後在國內外學術刊物上發錶論文近100餘篇，多次獲省部級以上科學技術奬。
4.本書遵循“加強基礎，趨嚮前沿，反映現代，注意交叉”的編寫原則，總結瞭生物電化學研究基礎、常用方法及國內外前沿進展。

內容簡介

《生物電化學》首次從生物電現象及其研究範圍、應用現狀涉及的電化學基礎知識齣發，總結瞭現代生物電化學研究常用方法的基本原理，闡述瞭當代生物電化學研究中的應用與發展，對生物電現象與生物傳感新技術的原理、方法進行瞭深入淺齣的描述，主要內容包括生物電化學基礎、生物電現象及酶、微生物、DNA及免疫電化學生物傳感器、生物環境、氧化還原自組裝膜界麵電子轉移研究、數理基礎、技術基礎、生物電化學的研究領域、進展與應用。
本書適閤於電化學分析工作者閱讀，可供化學(包括化學生物學)、生命科學、環境科學及材料科學等領域工作者參考，同時也可作為大專院校化學專業高年級學生和分析化學專業研究生的教材。

作者簡介

盧小泉，教授，博導，長期從事電化學及電分析化學的教學及科研工作.參加和主持多項國傢、省部級科研項目，先後在國內外學術刊物上發錶論文近100餘篇，鑒定成果4項。榮獲2012年度“長江學者奬勵計劃”特聘教授，入選甘肅省“555創新人纔工程”，獲得教育部第四屆高校青年教師奬、中國化學會全國青年化學奬、甘肅省傑青、甘肅省青年科技創新傑齣奬、甘肅省第六屆青年成纔奬、蘭州市首屆青年科技奬等，多次獲甘肅省科學技術(自然科學)二等奬和甘肅省高校科技進步一等奬。

內頁插圖

目錄

第1章緒論
1.1生物電現象1
1.2生物電化學及其研究範疇4
1.3生物電化學的應用現狀及展望9
參考文獻10
第2章電化學理論基礎
2.1電極反應與電極電勢12
2.1.1電極12
2.1.2電極反應13
2.1.3電極電勢14
2.1.4液接界電勢16
2.2雙電層17
2.2.1電極/溶液界麵的性質及其研究方法17
2.2.2雙電層的結構20
2.3電化學過程熱力學22
2.3.1Gibbs自由能變與電動勢22
2.3.2可逆電化學過程熱力學23
2.3.3不可逆及準可逆電化學過程熱力學25
2.4電極反應動力學25
2.4.1動力學基本理論25
2.4.2電極過程的Butler�睼olmer模型27
2.4.3標準速率常數和傳遞係數29
2.4.4交換電流密度30
2.4.5多電子步驟機理31
2.5電極體係中的傳質過程32
2.5.1物質傳遞的形成32
2.5.2物質傳遞普遍方程的推導34
2.5.3擴散36
2.6電極過程動力學44
2.6.1過電勢公式44
2.6.2復雜電極過程47
參考文獻50
第3章電化學技術基礎
3.1電化學測量體係組成52
3.1.1三電極體係52
3.1.2電解質溶液53
3.1.3隔膜54
3.1.4鹽橋54
3.1.5魯金毛細管55
3.1.6電解池58
3.2穩態測量技術61
3.2.1穩態過程61
3.2.2恒電流穩態與恒電勢穩態測量62
3.2.3穩態極化麯綫的測定65
3.3暫態測量技術67
3.3.1暫態過程67
3.3.2控製電流暫態測量技術68
3.3.3常見的階躍電流波形69
3.3.4控製電流技術的應用70
3.3.5控製電勢暫態測量技術72
3.4綫性電勢掃描伏安技術75
3.4.1綫性電勢掃描過程中相應電流的特點75
3.4.2電化學極化下的動電勢掃描法76
3.4.3循環伏安法77
3.4.4薄層伏安法80
3.4.5大幅度綫性電勢掃描法的特點與應用80
3.5脈衝伏安技術81
3.5.1常規脈衝伏安法82
3.5.2微分脈衝極譜法83
3.5.3脈衝極譜的充電電流和毛細管噪聲電流84
3.5.4差示脈衝伏安法85
3.5.5鏇轉電極脈衝伏安法85
3.5.6方波伏安法86
3.5.7脈衝伏安法的應用87
3.6電化學阻抗譜技術88
3.6.1電化學阻抗譜的基礎知識90
3.6.2復閤元件的阻納93
3.6.3電極過程的等效電路99
3.6.4電化學阻抗譜的測量技術101
3.7電化學噪聲技術103
3.7.1電化學噪聲分類104
3.7.2電化學噪聲測定105
3.7.3電化學噪聲分析107
參考文獻110
第4章環境與生物電化學
4.1生物電化學係統115
4.1.1BES的基本工作原理116
4.1.2BES的産電過程119
4.1.3生物質能源的産生120
4.2微生物燃料電池125
4.2.1微生物燃料電池的發展曆史126
4.2.2微生物燃料電池的分類127
4.2.3微生物燃料電池的優點133
4.2.4微生物燃料電池存在的問題134
4.2.5微生物燃料電池的應用前景136
4.3微生物電解電池138
4.3.1微生物電解電池與微生物燃料電池的差異138
4.3.2微生物電解電池的優點139
4.3.3微生物電解電池的局限性139
4.3.4微生物電解電池的研究現狀140
4.4生物電化學與環境監測141
4.4.1生物電化學傳感器與環境監測141
4.4.2生物芯片與環境監測146
4.4.3生物電化學反應器與環境監測147
4.4.4生物電化學的發展方嚮147
參考文獻147
第5章電化學聯用技術
5.1光譜電化學技術154
5.1.1現場光譜電化學技術155
5.1.2非現場光譜技術165
5.1.3現場顯微技術168
5.2電緻化學發光技術168
5.2.1電緻化學發光的特點169
5.2.2電緻化學發光的儀器結構169
5.2.3電緻化學發光的基本反應機理171
5.2.4電緻化學發光的基本類型172
5.2.5電緻化學發光的應用175
5.3掃描電化學顯微鏡179
5.3.1SECM簡介179
5.3.2SECM的實驗裝置179
5.3.3SECM的工作模式181
5.3.4SECM的定量分析理論186
5.3.5SECM的應用186
5.3.6SECM的展望189
5.4電化學石英晶體微天平189
5.4.1石英晶體微天平的基本原理190
5.4.2電化學石英晶體微天平的應用191
5.5其他一些聯用技術193
5.5.1SECM和其他技術聯用193
5.5.2壓電、紅外光譜、電化學三維聯用技術194
5.5.3電化學�脖礱嫻壤胱猶宀ü艙竇際�195
5.5.4磁共振方法196
參考文獻198
第6章電化學酶傳感器
6.1酶的化學本質及其組成202
6.1.1酶的化學本質203
6.1.2酶的組成203
6.1.3酶的特點204
6.2酶促反應的電化學研究205
6.2.1酶促反應的特點205
6.2.2酶促反應的影響因素206
6.3酶電化學生物傳感器207
6.3.1酶電化學生物傳感器的工作原理207
6.3.2酶電化學生物傳感器的分類208
6.3.3酶在電極上的固定化方法210
6.3.4酶傳感器的應用現狀212
6.3.5酶傳感器的未來發展趨勢215
6.4酶基生物燃料電池215
6.4.1酶基生物燃料電池的電極215
6.4.2酶電極的分類216
6.4.3酶的活性中心218
6.4.4外場對酶的影響219
6.4.5催化機理227
6.4.6酶電極的局限性227
參考文獻228
第7章電化學微生物傳感器和DNA傳感器
7.1微生物固定化技術235
7.1.1吸附法236
7.1.2包埋法237
7.1.3交聯法241
7.1.4微生物固定中的納米材料242
7.2呼吸型電化學微生物傳感器246
7.3代謝型電化學微生物傳感器248
7.4中介型電化學微生物傳感器249
7.5電化學微生物傳感器的換頻方式249
7.5.1電流型微生物傳感器250
7.5.2電位型微生物傳感器251
7.5.3電導型微生物傳感器252
7.5.4微生物燃料電池型傳感器253
7.6電化學微生物傳感器的應用255
7.6.1在食品和發酵中的應用255
7.6.2環境監測256
參考文獻256
第8章電化學核酸傳感器
8.1核酸探針264
8.1.1核酸簡介264
8.1.2核酸雜交探針266
8.1.3核酸適配子268
8.1.4G�瞦uadruplex核酸探針272
8.2核酸探針在電極錶麵的固定方法273
8.2.1吸附固定273
8.2.2自組裝274
8.2.3共價鍵閤法275
8.2.4生物素�睬綴退亟岷戲�275
8.3電化學核酸傳感器的信號檢齣276
8.3.1基於電化學活性指示劑的雜交檢測276
8.3.2基於酶聯反應的信號放大檢測277
8.3.3基於納米材料的信號檢測278
8.3.4基於核酸體外擴增技術的信號放大檢測281
8.4電化學核酸傳感器的應用和發展趨勢283
參考文獻285
第9章電化學免疫型傳感器
9.1電化學免疫分析291
9.2電化學免疫傳感器293
9.2.1電化學免疫傳感器的原理293
9.2.2電化學免疫傳感器的分類294
9.2.3電化學免疫傳感器中抗原抗體固定方法296
9.2.4電化學免疫傳感器的錶徵302
9.2.5電化學免疫傳感器的再生及更新302
9.2.6電化學免疫傳感器的信號增強303
9.2.7電化學免疫傳感器的應用317
9.3電化學酶聯免疫分析320
9.3.1酶聯免疫分析方法的基本原理321
9.3.2酶聯免疫分析方法的常見類型321
9.4電化學酶聯免疫傳感器325
9.4.1電化學酶聯免疫傳感器的基本原理325
9.4.2電化學酶聯免疫傳感器的種類325
9.4.3電化學酶聯免疫傳感器的應用327
9.4.4電化學酶聯免疫傳感器的前景328
參考文獻328
第10章氧化還原自組裝膜界麵電子轉移研究
10.1氧化還原自組裝膜電子傳遞研究的電化學分析方法338
10.1.1自組裝膜338
10.1.2自組裝膜電子傳遞研究的電化學分析方法340
10.1.3自組裝膜長程電子轉移的影響因素342
10.2自組裝膜上的KET電化學測量的氧化還原體係343
10.2.1自組裝膜長程電子轉移理論簡介344
10.2.2標準速率常數k�遱的理論計算公式345
10.2.3氧化還原體係K3Fe(CN)6-K4Fe(CN)6和亞甲基藍-無色亞甲基藍的電子轉移速率常數的測定347
10.3ET動力學的微觀效應351
10.3.1電子轉移機理的基本概念351
10.3.2ET動力學352
10.3.3ET的微觀理論353
10.4氧化還原自組裝單層膜的結構354
10.5卟啉自組裝膜電化學355
10.5.1卟啉自組裝膜的製備355
10.5.2基於金屬卟啉軸嚮配位的自組裝研究358
10.6SECM錶徵卟啉自組裝膜在金電極上的成膜過程361
10.6.1H2MPTPP修飾電極的循環伏安錶徵361
10.6.2錶徵卟啉自組裝膜在金電極上的成膜過程363
10.6.3卟啉自組裝單分子膜長程電子轉移過程的SECM的研究366
10.6.4巰基卟啉在金電極錶麵自組裝過程中的分子定位366
參考文獻368
索引371

前言/序言

生物電化學是通過應用電化學基本原理和實驗方法來研究生物體係在分子和細胞水平上的電荷能量傳輸運動規律和它們對生物體係活性功能的影響,並通過這些研究反過來促進電化學理論和應用發展的邊緣分支學科，即運用電化學的技術、原理和理論來研究生物學事件，同時也是多門學科交叉形成的一門新興的獨立學科。
本書是由國傢重大科技計劃項目支持的一部基礎理論著作，首次從生物電現象及其研究範圍、應用現狀涉及的電化學基礎知識齣發，總結瞭現代生物電化學研究常用方法的基本原理，闡述瞭當代生物電化學研究中的應用與發展，對生物電現象與生物傳感新技術的原理、方法進行瞭深入淺齣的描述。本書主要內容包括生物電化學基礎、生物電現象及酶、微生物、DNA及免疫電化學生物傳感器、生物環境、氧化還原自組裝膜界麵電子轉移研究、數理基礎、技術基礎、生物電化學的研究領域、進展與應用。本書素材來源於筆者十多年來在電分析化學與生命科學領域中教學實踐與科學研究的經驗及成果，並吸收瞭國內外最新的有關參考文獻和近年來該領域發展的新成就。注重生物與電化學兩部分的交叉結閤，將各種生物電化學原理和技術在其他領域的應用進行瞭詳細的介紹，拓展瞭生物電化學的研究領域。本書傳承瞭與時俱進和“精、全、新”的編寫原則，力求科學性、先進性、係統性、啓發性和教育性的統一，反映生物電化學的時代特點。本書注重對基本原理、基礎知識、基本概念和基本技能的深入闡述，著力培養學生主動學習獲得新知識的能力、高層次思考問題的能力和勇於探索創新的意識，強調嚴謹細緻的分析推理。
本書適閤電化學分析工作者閱讀，可供化學(包括化學生物學)、生命科學、環境科學及材料科學等相關領域的工作者參考，同時也可作為高等院校化學專業高年級學生和分析化學專業研究生的教材。參加本書編寫工作的有盧小泉（第1、5、10章）、王雪梅（第4、6、9章）、郭惠霞（第2、3章）和杜捷（第7、8章），由盧小泉統稿完成。
限於筆者的水平，不足之處恐難避免，敬希讀者不吝指正。

編著者
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