CMOS技术中的集成化学微传感系统 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030182388

商品编码：29692235621

包装：平装

出版时间：2007-01-01

基本信息

书名:CMOS技术中的集成化学微传感系统

定价：36.00元

售价：24.5元,便宜11.5元,折扣68

作者:(美)海尔莱曼(Hierle－mann,A.)著

出版社：科学出版社

出版日期：2007-01-01

ISBN：9787030182388

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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本书涵盖了CMOS化学微传感系统的各个领域，详细论述了化学微传感器在CMOS中的集成技术。在做了简要介绍之后，阐述了所有的基础知识，介绍了各种化学敏感方法，并介绍了CMOS技术及其在微、传感器中的应用，后对未来的发展作出了展望。
　　本书内容丰富，涵盖了大量的基础知识及CMOS技术中化学微传感器的相关重要信息，适合希望从事此领域工作的学生、工程技术人员、科学家阅读，对于熟悉本领域的专家也很有参考价值。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《微流控芯片与先进传感技术：跨领域融合的创新前沿》 内容概述 本书深入探讨了微流控芯片技术与先进传感技术的交叉融合，旨在为读者展现一个前沿的、多学科协作的研究和应用领域。我们关注的焦点是如何通过精密设计的微流控平台，集成高性能的传感元件，从而实现对微观尺度物质的精确检测、分离、操纵和分析。本书将理论与实践相结合，覆盖了从基础原理到前沿应用的各个层面，为科研人员、工程师、学生以及对该领域感兴趣的专业人士提供一本翔实而全面的参考。 第一部分：微流控芯片技术的核心原理与设计 本部分将系统地介绍微流控芯片的基本概念、构建方法以及关键的设计原则。 微流控的基本原理： 我们将详细阐述在微米尺度下流体行为的独特性，包括层流、毛细作用、扩散主导的传质过程以及表面力的影响。深入理解这些基本原理是设计和优化微流控芯片功能的基础。我们将通过生动的插图和案例来解释这些现象，例如，如何在微通道内实现两种不同液体的高效混合，以及如何利用扩散梯度来构建浓度场。 微流控芯片的材料与制造技术： 介绍了当前主流的微流控芯片制造材料，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）、玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，并分析了它们各自的优势和局限性。重点讲解了包括光刻、注塑成型、软光刻、3D打印等制造工艺，以及如何根据具体应用需求选择最合适的材料和制造方法。我们将展示不同制造工艺下芯片的微观结构特征，并讨论其对芯片性能的影响。 微通道结构设计与流体控制： 详述了微通道的几何形状、尺寸、连接方式等设计要素对流体动力学和传质效率的影响。我们将介绍各种流体控制策略，如压力驱动、毛细作用驱动、电渗透流驱动等，并分析不同驱动方式的优缺点及适用场景。内容将涵盖T型通道、Y型通道、交叉通道、并行通道、混合器、分离器等经典微通道结构的设计原理和优化方法。 微流控芯片与其他组件的集成： 探讨了如何将微流控芯片与泵、阀、连接件、电源等外部组件进行高效集成，以构建完整的微流控系统。我们将分析不同集成方案的挑战和解决方案，例如如何实现微流控芯片与体外诊断设备、显微镜、光谱仪等仪器设备的无缝连接。 第二部分：先进传感技术在微流控平台中的应用 本部分将聚焦于各种先进传感技术如何在微流控芯片内部或与之集成，以实现高灵敏度、高选择性的检测。 光学传感技术： 深入介绍荧光、比色、拉曼散射、表面等离子共振（SPR）等光学传感原理及其在微流控平台上的应用。我们将详细阐述如何设计微流控通道以优化光信号的采集效率，并展示如何利用荧光染料、纳米颗粒或特定的生物标记物实现目标物质的检测。例如，在微流控芯片中集成微型LED或激光器，以及利用微型化CCD相机或光电二极管进行信号读取，将极大提升检测的灵敏度和空间分辨率。 电化学传感技术： 探讨了电化学传感技术，包括安培法、伏安法、阻抗谱法等，在微流控芯片中的应用。我们将分析如何通过在微流控通道内电极的设计与制造，实现对目标分析物浓度的实时、原位检测。内容将涵盖电极材料的选择、电极表面修饰技术以及电化学信号的解读。例如，通过在微通道底部集成微电极阵列，可以实现对血糖、pH值、离子浓度等多种参数的连续监测。 生物传感技术： 重点介绍基于酶、抗体、核酸、细胞等生物识别元件的生物传感器的设计和构建，以及它们在微流控芯片中的集成。我们将讨论如何利用生物识别元件实现对特定生物分子（如病毒、细菌、癌细胞、DNA/RNA序列等）的高特异性检测。内容将涵盖生物元件的固定化技术、信号放大策略以及生物相容性问题。 其他新兴传感技术： 简要介绍压电传感、热传感、磁传感等在微流控领域的潜在应用，并展望这些技术的未来发展趋势。我们将讨论如何利用这些技术实现非接触式检测、高灵敏度磁性粒子追踪等创新应用。 第三部分：微流控与传感技术融合的典型应用 本部分将通过一系列生动的案例，展示微流控与传感技术融合在各个领域的突破性应用。 体外诊断（IVD）领域： 详细阐述微流控芯片如何赋能新型IVD设备，实现快速、便携、多指标的疾病诊断。我们将重点介绍在POC（Point-of-Care）诊断设备、液体活检、微生物检测、药物滥用筛查等方面的应用。例如，集成了微流控分离和电化学传感的微型诊断平台，可以实现对血滴中多种生物标志物的快速定量分析，为临床诊断提供即时信息。 药物研发与筛选： 探讨微流控芯片在药物筛选、细胞培养、药物毒性评估以及药代动力学研究中的作用。我们将展示如何利用微流控平台模拟体内微环境，实现高通量、低成本的药物筛选，并提高实验的可重复性和效率。例如，利用微流控芯片构建“器官芯片”，可以更精确地模拟人体器官的生理功能，为药物研发提供更可靠的体外模型。 环境监测与食品安全： 介绍微流控与传感技术在环境污染物检测（如重金属、农药残留、病原体）、食品质量控制、水源监测等方面的应用。我们将展示如何利用这些技术实现现场、实时的环境和食品安全检测，保障公共健康。例如，集成了微流控分离和荧光传感的便携式设备，可以快速检测饮用水中的大肠杆菌等致病菌。 生命科学研究： 阐述微流控芯片在细胞分选、单细胞分析、基因测序、蛋白质组学、干细胞研究等生命科学基础研究中的重要贡献。我们将展示微流控技术如何帮助科学家进行更精细的实验操作，获取更丰富的数据，从而推动对生命过程的理解。例如，利用微流控技术实现对单个细胞的精确分离和培养，为研究细胞异质性和功能提供了可能。 其他交叉领域： 简要提及该技术在生物化工、材料科学、能源、微型机器人等领域的潜在应用，并展望其广阔的发展前景。 第四部分：挑战与未来展望 本部分将总结当前微流控与传感技术融合面临的挑战，并对该领域的未来发展趋势进行预测。 技术挑战： 分析在芯片制造精度、集成复杂度、功耗控制、信号处理、标准与互操作性等方面存在的挑战。例如，如何在微型化的同时实现高集成度和低成本制造，是当前面临的重要技术难题。 应用挑战： 讨论在成本效益、可及性、监管审批、用户接受度等方面的实际应用挑战。例如，如何将实验室技术转化为面向大众的商业化产品，需要跨越法规、市场等多重障碍。 未来发展趋势： 展望未来，包括微流控芯片的智能化、集成化、多功能化，以及与人工智能、大数据等技术的深度融合。我们将探讨诸如“即插即用”的微流控分析系统、微型化实验室自动化、生物电子器件、个性化医疗等激动人心的未来方向。 本书以清晰的结构、严谨的论证和丰富的实例，为读者构建了一个理解和掌握微流控与先进传感技术融合的知识框架。我们相信，通过阅读本书，读者能够深刻认识到这一交叉领域的重要性和巨大潜力，并从中汲取灵感，为未来的研究和创新贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格简直是一股清流，它完全没有那种传统教科书的刻板和枯燥，反而带有一种知识的“温度”。作者在解释那些高度理论化的概念时，总能巧妙地穿插一些富有启发性的工程实例和实际应用场景，让原本抽象的物理和化学原理立刻变得鲜活起来。比如，在讲解特定材料的表面改性如何影响传感器的灵敏度时，作者不仅给出了详尽的数学模型，还配上了几张非常直观的原子力显微镜（AFM）图像，那种细节的呈现，让人仿佛亲手操作着这些微小的器件。这种讲故事般的方式，极大地降低了阅读的门槛，使得即便是跨学科背景的工程师也能快速跟上节奏。我特别欣赏作者在讨论技术挑战和局限性时的坦诚态度，没有回避任何一个棘手的问题，而是直接剖析其背后的科学瓶颈，这种严谨且不失人文关怀的写作手法，让这本书的权威性和可信度大大提升。它不仅仅是知识的罗列，更像是一位经验丰富的导师在耳边细细道来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言选择上，透露出一种微妙的平衡感，既保持了学术的精确性，又避免了过度专业术语堆砌带来的阅读障碍。它似乎在努力搭建一座沟通的桥梁，连接着基础研究人员与应用工程师两个看似遥远的群体。我尤其欣赏作者在处理不同技术路线的比较分析时所展现出的客观公正。比如，当讨论基于等离子体共振的检测方法与基于场效应管的检测方法各自的优劣势时，作者没有偏袒任何一方，而是从灵敏度、稳定性、集成度以及制造成本等多个维度进行了深入且平等的剖析。这种全面的视角，帮助读者建立起一个宏观的技术地图，理解不同技术选择背后的权衡取舍。它教导的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么这么做”，这种深层次的理解才是真正的技术内力所在，读完后感觉自己对整个领域的技术版图有了更为清晰的把握。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极其引人注目，那种深邃的蓝色调与页面上那些精密的电路图形成了鲜明的对比，仿佛在暗示着一场关于微观世界与现代科技的深度对话。我拿到这本书的时候，首先被它那厚实的质感所吸引，纸张的质量上乘，印刷的字迹清晰锐利，即便是那些复杂的方程式和结构示意图也显得一丝不苟，这对于一个需要长时间面对技术书籍的读者来说，无疑是一个极大的福音。更重要的是，这本书的排版布局非常科学，章节之间的过渡自然流畅，逻辑脉络清晰可见，让人在阅读过程中很少会感到迷失。作者似乎深谙如何将晦涩难懂的专业知识转化为易于理解的叙述方式，即便是初次接触这一领域的读者，也能循着作者的引导，逐步深入到核心概念之中。从目录上看，它涵盖了从基础的半导体物理到先进的微纳加工技术等一系列广泛的主题，预示着这将是一场全面而系统的知识探索之旅，让人对接下来的阅读充满期待，特别是它对未来发展趋势的展望部分，更是让人心潮澎湃，激发了对前沿科技的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是攀登一座知识的峻岭，每翻过一页，都能感受到视野的拓展和思维的深入。特别是在深入到特定传感器的设计优化章节时，那种逻辑推导的严密性令人叹服。作者对每一个设计参数的选择都进行了细致的溯源和量化分析，从热力学平衡到动力学响应速度，每一个环节都经得起推敲。我注意到，书中引用的参考文献非常新颖且广泛，跨越了多个顶级期刊的最新成果，这表明作者在内容编撰上投入了巨大的心血，确保了信息的时效性和前沿性。对于科研人员来说，这本书无疑是一座宝库，它不仅提供了理论基础，更重要的是，它提供了一套解决实际工程问题的系统性思维框架。我甚至在书页空白处记下了好几个可以立刻应用到我当前项目中的设计思路，这本书的实用价值远超我的预期，它真正做到了理论与实践的无缝对接，是不可多得的工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和印刷质量，给我的阅读体验增添了不少愉悦感，这也是我非常看重的一点。装订结实，即使经常翻阅和做标记，书脊也丝毫没有松动的迹象，这保证了它能够长久地陪伴我的科研生涯。更值得一提的是，书中那些复杂的电路图和微观结构剖视图，色彩还原度极高，线条边缘锐利清晰，即便是放大观察，细节也毫不模糊。这对于理解微系统的工作原理至关重要，因为在纳米尺度上，一点点视觉上的模糊都可能导致对物理过程理解的偏差。在内容呈现上，作者似乎非常注重读者的视觉体验，图文配合得当，图注清晰明了，很少出现图文信息分离的情况。这本书的整体呈现，体现出一种对知识传播的敬畏之心，它不仅仅是一本知识载体，更像是一件精心打磨的工艺品，让人爱不释手，愿意反复品读其中的每一个精妙之处。