[臨床醫(yī)學(xué)]第五節(jié) 電極電位和電池電動(dòng)勢(shì)的ppt課件

1、實(shí)驗(yàn)安排 一、分析天平稱量練習(xí)一、分析天平稱量練習(xí) 二、醋酸解離度及解離常數(shù)的測(cè)定二、醋酸解離度及解離常數(shù)的測(cè)定 三、分光光度法測(cè)微量三、分光光度法測(cè)微量Fe3+ 四、四、KMnO4法測(cè)法測(cè)H2O2含量含量第四節(jié) 電極電位和電池電動(dòng)勢(shì)的運(yùn)用運(yùn)用 一、判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的方向一、判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的方向 經(jīng)過(guò)熱力學(xué)討論可以知道，對(duì)恣意經(jīng)過(guò)熱力學(xué)討論可以知道，對(duì)恣意氧化復(fù)原反響，要判別其反響方向，氧化復(fù)原反響，要判別其反響方向，可以計(jì)算以此反響為根底的原電池可以計(jì)算以此反響為根底的原電池的電動(dòng)勢(shì)，的電動(dòng)勢(shì)， -rGm = nFE -rGm = nFE rGm 0, 反響自發(fā)進(jìn)展反響自發(fā)進(jìn)展 r

2、G m=0 ，E=0, 反響到達(dá)平衡反響到達(dá)平衡 rGm 0， E0, 反響逆向自發(fā)反響逆向自發(fā) 規(guī)范態(tài)規(guī)范態(tài)-rG m = nFE qj = 0.771 Vqj = 0.3419 V 例：計(jì)算規(guī)范形狀下，反響的電池電動(dòng)例：計(jì)算規(guī)范形狀下，反響的電池電動(dòng)勢(shì)，并判別反響自發(fā)進(jìn)展的方向。寫出勢(shì)，并判別反響自發(fā)進(jìn)展的方向。寫出電池組成式。電池組成式。例：判別氧化復(fù)原反響例：判別氧化復(fù)原反響 在在298.15K298.15K及以下條件下反響自發(fā)進(jìn)展的方及以下條件下反響自發(fā)進(jìn)展的方向：向：1 1規(guī)范形狀下規(guī)范形狀下 (2)(2)當(dāng)當(dāng)22SnPbSnPb=2121() 0.100, () 1.00C Pb

3、mol L C Snmol L=時(shí)時(shí)V1262. 0 = = j j負(fù)極負(fù)極,氧化：氧化：Sn Sn2+2e V1375. 0 = = j j正極正極,復(fù)原：復(fù)原：Pb2+2e Pb解：解：(1)假設(shè)反響按所寫方程式正向進(jìn)展，那么假設(shè)反響按所寫方程式正向進(jìn)展，那么 Pb2+是氧化劑，是氧化劑，Sn是復(fù)原劑，組成電池時(shí)，是復(fù)原劑，組成電池時(shí)，V0113. 0)1375. 0(1262. 0E= = = = = = j jj j E 0,反響正向自發(fā)進(jìn)展。反響正向自發(fā)進(jìn)展。2(2)0.05920.1(/)0.1262lg0.15621PbPbvj=22(/)(/)0.1375( 0.156)0.0

4、185SnSnPbPbEvjj= =(-)PtPt2+(0.100molL-1)Sn2+(C)Sn(+)反響將逆向自發(fā)進(jìn)展反響將逆向自發(fā)進(jìn)展 由上例可知，非規(guī)范態(tài)下，濃度的改動(dòng)由上例可知，非規(guī)范態(tài)下，濃度的改動(dòng), 可以導(dǎo)致氧化復(fù)原反響改動(dòng)方向。故應(yīng)正確認(rèn)可以導(dǎo)致氧化復(fù)原反響改動(dòng)方向。故應(yīng)正確認(rèn)識(shí)以下關(guān)系：識(shí)以下關(guān)系： Nernst方程中，方程中，E 是決議原電池電動(dòng)勢(shì)的是決議原電池電動(dòng)勢(shì)的主要要素，計(jì)算項(xiàng)主要要素，計(jì)算項(xiàng)(0.0592/n)lgQ的影響較小，因此，的影響較小，因此，可用可用E 對(duì)非規(guī)范態(tài)下的氧化復(fù)原反響方向進(jìn)展對(duì)非規(guī)范態(tài)下的氧化復(fù)原反響方向進(jìn)展粗略判別。粗略判別。 E + 0.

5、3V，反響正向進(jìn)展；，反響正向進(jìn)展；通常通常 E - 0.3V，反響逆向進(jìn)展；，反響逆向進(jìn)展； E = - 0.3V+0.3V，濃度改動(dòng)能夠引起反，濃度改動(dòng)能夠引起反響方向的改動(dòng)。響方向的改動(dòng)。 但是，當(dāng)濃度變化很大或物質(zhì)前的系數(shù)很大時(shí)，但是，當(dāng)濃度變化很大或物質(zhì)前的系數(shù)很大時(shí)，對(duì)對(duì)E值影響顯著。運(yùn)用該形狀下的值影響顯著。運(yùn)用該形狀下的E 值判別反響方值判別反響方向。向。二、判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的程度二、判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的程度氧化復(fù)原反響平衡常數(shù)的求算：氧化復(fù)原反響平衡常數(shù)的求算： 根據(jù)式：根據(jù)式： rGm= -nFE 又根據(jù)式又根據(jù)式 ： rGm= -RTlnK 即得：即得： RTlnK

6、 = nFE 在在298.15K下，將下，將 R= 8.314JK-1 mol 1, F=96485C mol 1, 代入上式代入上式(8-7)0592. 0lgnEK =得：得：該式闡明：在一定溫度下該式闡明：在一定溫度下(普通為普通為298.15K), 氧化復(fù)原氧化復(fù)原反響的平衡常數(shù)與規(guī)范態(tài)下的電池電動(dòng)勢(shì)氧化劑、反響的平衡常數(shù)與規(guī)范態(tài)下的電池電動(dòng)勢(shì)氧化劑、復(fù)原劑本性和電子轉(zhuǎn)移數(shù)有關(guān)，而與反響物濃度無(wú)復(fù)原劑本性和電子轉(zhuǎn)移數(shù)有關(guān)，而與反響物濃度無(wú)關(guān)。關(guān)。例例8-5 求求298.15K下下 Zn+ Cu2+ Cu + Zn2+反響反響的平衡常數(shù)的平衡常數(shù)解解: 將以上反響設(shè)計(jì)成原電池將以上反響設(shè)

7、計(jì)成原電池, 電極反響為電極反響為:正極反響：正極反響： Cu2 +2e- Cu負(fù)極反響：負(fù)極反響： Zn Zn2+ + 2e-查表得查表得 (Cu2+ / Cu ) =0.3419V (Zn2+/ Zn)= -0.7618V E = (Cu2+ / Cu ) (Zn2+/Zn) = 0.34192V (-0.7618V) =1.1037V電池反響中電池反響中n=2, 3124.3705916. 01037. 1205916. 0lg= = = = =nEK K = 2.503 1037討論：運(yùn)用電池電動(dòng)勢(shì)可以計(jì)算反響的平衡常數(shù)討論：運(yùn)用電池電動(dòng)勢(shì)可以計(jì)算反響的平衡常數(shù), 而平衡常數(shù)又能表示反

8、響進(jìn)展的程度而平衡常數(shù)又能表示反響進(jìn)展的程度, 因此用電因此用電池電動(dòng)勢(shì)的大小也可表示反響進(jìn)展的程度。池電動(dòng)勢(shì)的大小也可表示反響進(jìn)展的程度。 這種進(jìn)展程度是指熱力學(xué)上的能夠性，實(shí)踐上這種進(jìn)展程度是指熱力學(xué)上的能夠性，實(shí)踐上能否發(fā)生，還應(yīng)思索動(dòng)力學(xué)的要素。能否發(fā)生，還應(yīng)思索動(dòng)力學(xué)的要素。 普通以為當(dāng)電池反響中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)普通以為當(dāng)電池反響中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)n=2時(shí)時(shí), E 0.2V,或或n=1時(shí)時(shí), E 0.4V,均有均有K106, 此平衡常數(shù)已較此平衡常數(shù)已較大大,反響進(jìn)展得比較完全了。反響進(jìn)展得比較完全了。補(bǔ)例補(bǔ)例 求求KMnO4與與H2C2O4的反響平衡常數(shù)的反響平衡常數(shù)K(溫度溫度298.1

9、5K)。解：反響方程式為：解：反響方程式為：OH8Mn2CO10H6MnO2OCH52224422 = = 拆成半反響：拆成半反響： e2H20C2OCHOH4Mne5H8MnO2422224 V.V._490507100=jj配平了的氧化復(fù)原反響方程式得失電子數(shù)為配平了的氧化復(fù)原反響方程式得失電子數(shù)為10 。33805916. 0lg= = =nEKK=1.010338例例8-6 知知:Ag+ + e- AgAgCl + e- Ag + Cl- = 0.7996V = 0.22233V 求求AgCl的的pKsp。Ag+ + e- Ag 1AgCl + e- Ag + Cl- 2 把它們組成原

10、電池。根據(jù)電極電位的高低把它們組成原電池。根據(jù)電極電位的高低, 確定確定(1)為正極為正極, (2)為負(fù)極為負(fù)極, 電池反響式為：電池反響式為： Ag+ + Cl- AgCl(s) 該反響的逆反響為該反響的逆反響為 AgCl溶解平衡溶解平衡,電池反響的平衡常電池反響的平衡常數(shù)即為數(shù)即為AgCl Ksp的倒數(shù)。的倒數(shù)。0592. 0lgnEK =解：解：0592. 0)()(lgAgAgClAgAgnjj=76. 90592. 022233. 07996. 01=VV四、四、 電位分析法電位分析法 根據(jù)根據(jù)Nernst方程，電極電位和溶方程，電極電位和溶液中離子濃度液中離子濃度(或活度或活度)有

11、一定關(guān)系，有一定關(guān)系，可經(jīng)過(guò)電極電位的測(cè)定，對(duì)物質(zhì)的可經(jīng)過(guò)電極電位的測(cè)定，對(duì)物質(zhì)的含量進(jìn)展定量分析，叫電位測(cè)定法含量進(jìn)展定量分析，叫電位測(cè)定法(電動(dòng)勢(shì)法電動(dòng)勢(shì)法)電位法是經(jīng)過(guò)測(cè)定原電池電動(dòng)勢(shì)來(lái)確定被測(cè)離子濃度的方法。 通常是將兩個(gè)不同電極插入被測(cè)溶通常是將兩個(gè)不同電極插入被測(cè)溶液中組成電池，利用其電動(dòng)勢(shì)與離液中組成電池，利用其電動(dòng)勢(shì)與離子濃度之間的定量關(guān)系測(cè)得離子濃子濃度之間的定量關(guān)系測(cè)得離子濃度。兩個(gè)不同電極，一個(gè)電極的電度。兩個(gè)不同電極，一個(gè)電極的電極電位是知的，且不受試液組成變極電位是知的，且不受試液組成變化影響。這個(gè)電極稱為參比電極化影響。這個(gè)電極稱為參比電極reference ele

12、ctrode另一個(gè)電極的電極電位與被測(cè)離子濃另一個(gè)電極的電極電位與被測(cè)離子濃度有關(guān)，它們之間有度有關(guān)，它們之間有Nernst呼應(yīng)，該呼應(yīng)，該電極稱為指示電極電極稱為指示電極indication electrode。 由參比電極和指示電極由參比電極和指示電極Mn+/M組組成電池為成電池為 -MMn+c參比電極參比電極+ln()nEC Mqjjjj=n+（參）（指）（參）RT=- （M /M）-nF 在一定溫度下，在一定溫度下， 和和 都是常數(shù)都是常數(shù) 只需測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)，即可求出待只需測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)，即可求出待測(cè)離子濃度測(cè)離子濃度CMn+/M。 這就是電勢(shì)法的根本原理這就是電勢(shì)法的根本原理j（

13、參 ）qjn+（M /M） 要測(cè)定電極電位，必需組成一個(gè)原電要測(cè)定電極電位，必需組成一個(gè)原電池，測(cè)定它的電動(dòng)勢(shì)。其中一個(gè)電極的電池，測(cè)定它的電動(dòng)勢(shì)。其中一個(gè)電極的電位必需是知的和穩(wěn)定的，另一個(gè)電極必需位必需是知的和穩(wěn)定的，另一個(gè)電極必需能指示待測(cè)物質(zhì)的濃度。能指示待測(cè)物質(zhì)的濃度。 前者叫參比電極前者叫參比電極reference electrode，后者叫指示電極后者叫指示電極(indicator electrode)。 一、參比電極 一參比電極reference electrode：電極電位知并且性能穩(wěn)定的電極 1 飽和甘汞電極saturated calomel electrode，簡(jiǎn)寫為SC

14、E 電極組成：Pt，Hg，Hg2Cl2|KCl飽和 電極反響：Hg2Cl2 +2e = 2Hg + 2Cl- c (Cl- ) = 2.8 mol L-1(KCl飽和溶液) (Hg2Cl2 / Hg) = 0.2415 V規(guī)范甘汞電極規(guī)范甘汞電極: c (Cl- ) = 1.0 mol L-1 (Hg2Cl2 / Hg) = 0.2628 V 2氯化銀電極氯化銀電極 電極組成：電極組成：Cl-| AgCl, Ag 298.15K時(shí)的電極電位時(shí)的電極電位AgCl/AgAgCl/Ag電極屬于金屬電極屬于金屬- -金屬難溶鹽金屬難溶鹽- -陰離陰離子電極。制造簡(jiǎn)單，但價(jià)錢較高。方法：子電極。制造簡(jiǎn)單

15、，但價(jià)錢較高。方法：在在AgAg絲上鍍上一層純絲上鍍上一層純AgAg后，再鍍上一薄層后，再鍍上一薄層AgClAgCl。 AgCl(s) + e = Ag(s) + Cl-(aq)1ln()0.222330.0592lg ()RTFc Clc Clqjj=298.15時(shí)的電極電位假設(shè)假設(shè)KCl溶液為飽和溶液、溶液為飽和溶液、 (AgCl/Ag )= 0.1971VKCl溶液為溶液為1molL-1, (AgCl/Ag ) = 0.222VKCl溶液為溶液為0.1molL-1時(shí)時(shí), (AgCl/Ag ) = 0.288V。此電極對(duì)溫度變化不敏感。可以在此電極對(duì)溫度變化不敏感。可以在80C以上運(yùn)用。以

16、上運(yùn)用。 二、指示電極二、指示電極 指示電極指示電極indicator electrode：用以：用以指示待測(cè)物質(zhì)濃度或活度的電極。指示待測(cè)物質(zhì)濃度或活度的電極。這種電極的電極電位對(duì)待測(cè)物濃度活這種電極的電極電位對(duì)待測(cè)物濃度活度變化敏感，而且其變化符合度變化敏感，而且其變化符合Nernst方程。方程。 測(cè)定測(cè)定H+濃度活度的常用電極為玻璃濃度活度的常用電極為玻璃電極。電極。2、玻璃電極、玻璃電極(Glass electrode)：構(gòu)造如圖：構(gòu)造如圖：1.1.玻璃球膜：用玻璃球膜：用SiO2 SiO2 、Na2ONa2O、CaOCaO制成，厚度制成，厚度約為約為0.1mm0.1mm，電阻大，電阻

17、大，約約10-500M10-500M 。2 2、1molL-11molL-1的的HClHCl溶液，溶液，或一定濃度或一定濃度NaClNaCl的的pH=4pH=4或或7 7的緩沖液的緩沖液) ) 。3 3、鍍有、鍍有AgClAgCl的的AgAg絲，即絲，即AgCl-AgAgCl-Ag電極，稱為內(nèi)電極，稱為內(nèi)參比電極。參比電極。4 4、7 7、電極導(dǎo)線。、電極導(dǎo)線。5 5、玻璃管。、玻璃管。6 6、9 9、靜電隔離層。、靜電隔離層。8 8、1010、高絕緣塑料。、高絕緣塑料。 玻璃電極電位的產(chǎn)生不是由于電子的得玻璃電極電位的產(chǎn)生不是由于電子的得失，而是由于玻璃膜內(nèi)外氫離子濃度不失，而是由于玻璃膜內(nèi)

18、外氫離子濃度不等呵斥的，這種電位差叫膜電位。等呵斥的，這種電位差叫膜電位。 玻璃電極的電極電位也符合玻璃電極的電極電位也符合Nernst方程：方程：ln ()2.303RTKa HFRTKpHFj=玻玻玻 任務(wù)原理：將玻璃電極任務(wù)原理：將玻璃電極插入待測(cè)溶液中插入待測(cè)溶液中, , 當(dāng)玻當(dāng)玻璃膜內(nèi)外兩側(cè)的氫離子璃膜內(nèi)外兩側(cè)的氫離子濃度不等時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)濃度不等時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電位差電位差, , 這種電位差稱這種電位差稱為膜電位。由于膜內(nèi)側(cè)為膜電位。由于膜內(nèi)側(cè)H+H+活度固定活度固定, , 膜電位就膜電位就隨外側(cè)隨外側(cè)H+H+活度而改動(dòng)，活度而改動(dòng)，即隨待測(cè)溶液的即隨待測(cè)溶液的pHpH值的值的改動(dòng)而變化

19、。改動(dòng)而變化。 H+H+知知膜內(nèi)溶液|溶脹層|干玻璃層|溶脹層|待測(cè)溶液 H+H+ H+H+H+H+未知未知玻璃球膜：玻璃球膜：復(fù)合電極復(fù)合電極(combination electrode)將玻璃電極和參比電極組裝在一同就構(gòu)將玻璃電極和參比電極組裝在一同就構(gòu)成復(fù)合電極。構(gòu)造見(jiàn)玻璃電極。成復(fù)合電極。構(gòu)造見(jiàn)玻璃電極。 三、電位法測(cè)定溶液的三、電位法測(cè)定溶液的pHpH - -玻璃電極玻璃電極 | | 待測(cè)待測(cè)pHpH溶液溶液 | SCE| SCE+ +2.303SCESCEERTKpHFjjj=玻玻pH)303. 2(FRTKESCESCE = = = =玻玻j jj jj jT一定時(shí), SCE為一

20、常數(shù)，令KE= SCEK玻pH3032FRT.KEE = = 在實(shí)踐運(yùn)用中，為消去未知數(shù)在實(shí)踐運(yùn)用中，為消去未知數(shù)KE，常進(jìn)展如下，常進(jìn)展如下的操作：的操作： 先將電極浸入到先將電極浸入到pH值為值為pHs的規(guī)范緩沖溶液中，的規(guī)范緩沖溶液中，測(cè)其電動(dòng)勢(shì)測(cè)其電動(dòng)勢(shì) Es ，那么，那么:spH303.2FRTKEEs = =再將電極浸入到待測(cè)溶液中，測(cè)其電再將電極浸入到待測(cè)溶液中，測(cè)其電動(dòng)勢(shì)為動(dòng)勢(shì)為E，那么：，那么：pH3032FRT.KEE = =兩式相減并整理得：兩式相減并整理得：RTFEEs303.2)(pHpHs = = 測(cè)定測(cè)定pH的操作定義的操作定義operational defini

21、tion of pH: 式中，式中，Es為用知準(zhǔn)確為用知準(zhǔn)確pHs值的規(guī)范緩沖值的規(guī)范緩沖液測(cè)定的電池電動(dòng)勢(shì)，液測(cè)定的電池電動(dòng)勢(shì)，E為用待測(cè)液測(cè)定為用待測(cè)液測(cè)定的電池電動(dòng)勢(shì)。的電池電動(dòng)勢(shì)。 ()2.303ssEEFpHpHRT= 上式中上式中pH與與E為一為一 一對(duì)應(yīng)關(guān)系。運(yùn)用這一原理一對(duì)應(yīng)關(guān)系。運(yùn)用這一原理設(shè)計(jì)出的測(cè)定溶液設(shè)計(jì)出的測(cè)定溶液pH值的儀器叫值的儀器叫pH計(jì)或酸度計(jì)。計(jì)或酸度計(jì)。 有一含有有一含有Cl - 、Br - 、I -的混合溶液，欲使的混合溶液，欲使I -氧化為氧化為I2，而，而Br -和和Cl -不發(fā)生變化不發(fā)生變化. 在常用的氧化劑在常用的氧化劑 H2O2、Fe2(SO

22、4)3 和和 KMnO4中選擇哪一種適宜？中選擇哪一種適宜？V77. 1V51. 1V36. 1V07. 1V771. 0V535. 0O/HOHMnMnO/ClCl/BrBrFe3FeI /I2222422-22EEEEEE合適選擇因此和卻小于大比342/ClCl/BrBrI/IFe3Fe)SO(Fe,22-22EEEE 查規(guī)范電極電勢(shì)表得：查規(guī)范電極電勢(shì)表得：選擇適宜的氧化劑和復(fù)原劑選擇適宜的氧化劑和復(fù)原劑2Ag + Cu2+(0.1mol/L) = 2Ag+(0.1mol/L) + Cu20.0592(/)0.7996lg0.10.74042AgAgj=20.0592(/)0.3419l

23、g0.10.31232CuCuvj= E = 0.3123 - 0.7404 = - 0.4281 v(-)Cu|Cu2+(0.1mol/L)Ag+(0.1mol/L)|Ag(+)本本 章章 小小 結(jié)結(jié)一、氧化復(fù)原反響一、氧化復(fù)原反響1、氧化值、氧化值2、氧化復(fù)原反響、氧化復(fù)原反響 氧化復(fù)原反響的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。氧化復(fù)原反響的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移。 一個(gè)氧化復(fù)原反響可以拆成兩個(gè)半反響，一個(gè)氧化復(fù)原反響可以拆成兩個(gè)半反響，氧氧 化半反響或復(fù)原半反響中都含有一化半反響或復(fù)原半反響中都含有一個(gè)氧化個(gè)氧化 還還 原電對(duì)。原電對(duì)。3、氧化復(fù)原方程式的配平。、氧化復(fù)原方程式的配平。 二、原電池二、原電池 1

24、.原電池的概念原電池的概念 電池反響、半電池反響、電極反響電池反響、半電池反響、電極反響 2.電極類型及原電池的組成式電極類型及原電池的組成式(規(guī)那么規(guī)那么) 3.電極電位的產(chǎn)生電極電位的產(chǎn)生 4.規(guī)范電極電位表及其運(yùn)用規(guī)范電極電位表及其運(yùn)用三、規(guī)范態(tài)下氧化復(fù)原反響自發(fā)性的判據(jù)。三、規(guī)范態(tài)下氧化復(fù)原反響自發(fā)性的判據(jù)。 E 0，反響正向自發(fā)進(jìn)展；，反響正向自發(fā)進(jìn)展； E 0，反響逆向自發(fā)進(jìn)展；，反響逆向自發(fā)進(jìn)展； E = 0，反響到達(dá)平衡。，反響到達(dá)平衡。四、四、 Nernst方程式方程式 電極電位的電極電位的Nernst方程式方程式 Re()(/ Re)(/ Re)ln()aOxbdcRTOx

25、dOxdnFcqjj=Re()0.0592(/Re )(/Re )lg()aOxbdcOxdOxdncqjj=五、電位法測(cè)定溶液的五、電位法測(cè)定溶液的pH值值 參比電極：甘汞電極和參比電極：甘汞電極和AgCl/Ag電極電極指示電極：玻璃電極指示電極：玻璃電極IUPAC確認(rèn)的確認(rèn)的pH的操作定義是：的操作定義是：RTFEEs303. 2)(pHpHs = =15. Fe2+ + Ag+ = Fe3+ + Ag (-)Pt Fe2+ , Fe3+ Ag+ Ag(+) 電化學(xué)和生物傳感器概述電化學(xué)和生物傳感器概述 傳感器是一個(gè)非?；顫姷难杏懞凸こ碳夹g(shù)領(lǐng)域，它與化學(xué)、物理、生物信息學(xué)、生物芯片、生物控

26、制論、仿生學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科一同，處在生命科學(xué)和信息科學(xué)的交叉區(qū)域。 作為生物，最根本特征之一就是可以作為生物，最根本特征之一就是可以 對(duì)對(duì)外界的各種刺激作出反響。其所以可以外界的各種刺激作出反響。其所以可以如此，首先是由于生物能感受外界的各如此，首先是由于生物能感受外界的各類刺激信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成體內(nèi)類刺激信號(hào)，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成體內(nèi)信息處置系統(tǒng)所能接納并處置的信號(hào)。信息處置系統(tǒng)所能接納并處置的信號(hào)。例如，例如， 人能經(jīng)過(guò)眼、耳、鼻、舌、身等人能經(jīng)過(guò)眼、耳、鼻、舌、身等覺(jué)得器官將外界的光、聲溫度及其它各覺(jué)得器官將外界的光、聲溫度及其它各種化學(xué)和物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成人體內(nèi)神經(jīng)系種化學(xué)和物理信號(hào)轉(zhuǎn)

27、換成人體內(nèi)神經(jīng)系統(tǒng)等信息處置系統(tǒng)可以接納和處置的信統(tǒng)等信息處置系統(tǒng)可以接納和處置的信號(hào)。號(hào)。 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件變成便于利用的電信號(hào)的器件 傳感器由兩部分組成傳感器由兩部分組成 1.1.直接感知被丈量信號(hào)部分直接感知被丈量信號(hào)部分 2.2.初始信號(hào)處置傳送的初始信號(hào)處置傳送的 電路部分電路部分醫(yī)學(xué)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 臨床上用免疫傳感器等生物傳感器來(lái)檢臨床上用免疫傳感器等生物傳感器來(lái)檢測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，為醫(yī)生的診測(cè)體液中的各種化學(xué)成分，為醫(yī)生的診斷提供根據(jù)；生物傳感器已運(yùn)用于監(jiān)測(cè)斷提供根據(jù)；生物傳感器已運(yùn)用于監(jiān)測(cè)多種細(xì)菌、病

28、毒及其毒素。生物傳感器多種細(xì)菌、病毒及其毒素。生物傳感器還可以用來(lái)丈量乙酸、乳酸、乳糖、尿還可以用來(lái)丈量乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿酸、尿 素、抗生素、谷氨酸等各種氨素、抗生素、谷氨酸等各種氨基酸，以及各種致癌和致變物質(zhì)。基酸，以及各種致癌和致變物質(zhì)。 食品工業(yè)食品工業(yè) 生物傳 感器可以用來(lái)檢測(cè)食品中營(yíng)養(yǎng)成分和有害成分的含量、食品的新穎程度等。如曾經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的酶電極型生物傳感器可用來(lái)分析白酒、蘋果汁、果醬和蜂蜜中的葡萄糖 含量，從而衡量水果的成熟度 家用醫(yī)療保健類生物傳感器家用醫(yī)療保健類生物傳感器 手掌型血糖分析器手掌型血糖分析器 研討者最初沿著干化學(xué)試劑條測(cè)定尿糖濃研討者最初沿著干化學(xué)試劑條測(cè)

29、定尿糖濃度的思緒，采用酶法葡萄糖分析技術(shù)、并度的思緒，采用酶法葡萄糖分析技術(shù)、并結(jié)合絲網(wǎng)印刷和微結(jié)合絲網(wǎng)印刷和微 電子技術(shù)制造的電極，電子技術(shù)制造的電極，以及智能化儀器的讀出安裝，三者完美地以及智能化儀器的讀出安裝，三者完美地組合成微型化的血糖分析儀。它們大多數(shù)組合成微型化的血糖分析儀。它們大多數(shù)是價(jià)位在是價(jià)位在500-1800500-1800元之間的簡(jiǎn)易型儀器，元之間的簡(jiǎn)易型儀器，適于家用和病人本人運(yùn)用。適于家用和病人本人運(yùn)用。 胰島素泵胰島素泵 現(xiàn)有皮下型和植入型。目前這類廣泛運(yùn)現(xiàn)有皮下型和植入型。目前這類廣泛運(yùn)用的胰島素泵還是開(kāi)環(huán)式的，從嚴(yán)厲的用的胰島素泵還是開(kāi)環(huán)式的，從嚴(yán)厲的意義來(lái)說(shuō)，

30、它只是一種智能式的注射安意義來(lái)說(shuō)，它只是一種智能式的注射安裝，不是一種生物傳感器，但是它離不裝，不是一種生物傳感器，但是它離不開(kāi)血糖的分析，況且，開(kāi)血糖的分析，況且，3030多年來(lái)研制與多年來(lái)研制與血糖分析器偶聯(lián)的閉環(huán)式人工胰島的努血糖分析器偶聯(lián)的閉環(huán)式人工胰島的努力不斷沒(méi)有停頓，這種目的終究會(huì)實(shí)現(xiàn)。力不斷沒(méi)有停頓，這種目的終究會(huì)實(shí)現(xiàn)。 高端不破皮血糖分析儀包括手表式血高端不破皮血糖分析儀包括手表式血糖分析儀和用紅外傳感器原理的食指糖分析儀和用紅外傳感器原理的食指按壓式血糖分析儀。按壓式血糖分析儀。 該安裝像一塊戴在腕部的手表，運(yùn)用低電流無(wú)痛地將血該安裝像一塊戴在腕部的手表，運(yùn)用低電流無(wú)痛地將

31、血糖抽取到自耗式經(jīng)皮透滲貼片糖抽取到自耗式經(jīng)皮透滲貼片(自動(dòng)傳感器自動(dòng)傳感器)。該自動(dòng)傳。該自動(dòng)傳感器內(nèi)置一個(gè)生物傳感器，感器內(nèi)置一個(gè)生物傳感器， 安放在手表式血糖監(jiān)測(cè)儀安放在手表式血糖監(jiān)測(cè)儀的反面，緊貼在皮膚上。搜集到的血糖在自動(dòng)傳感器內(nèi)的反面，緊貼在皮膚上。搜集到的血糖在自動(dòng)傳感器內(nèi)引發(fā)電化學(xué)反響，產(chǎn)生電子。生物傳感器丈量電子數(shù)目，引發(fā)電化學(xué)反響，產(chǎn)生電子。生物傳感器丈量電子數(shù)目，而而ASLC芯片使電子發(fā)射芯片使電子發(fā)射 值與血液中的葡萄糖濃度值相值與血液中的葡萄糖濃度值相等。手表式血糖監(jiān)測(cè)儀可在頻繁地間隔內(nèi)丈量血糖值。等。手表式血糖監(jiān)測(cè)儀可在頻繁地間隔內(nèi)丈量血糖值。這種手表式血糖監(jiān)測(cè)儀市場(chǎng)零售價(jià)為這種手表式血糖監(jiān)測(cè)儀市場(chǎng)零售價(jià)為21800元。元。 高精度血糖分析儀高精度血糖分析高精度血糖分析儀高精度血糖分析是采用固定化酶的生物傳感分析儀。其是采用固定化酶的生物傳感分析儀。其分析精度可以到達(dá)分析精度可以到達(dá)0.5-2%，比家用保健，比家用保健類生物傳感器幾乎高一個(gè)數(shù)量級(jí)，比目類生物傳感器幾乎高一個(gè)數(shù)量級(jí)，比目前醫(yī)用生化分析儀的精度也高前醫(yī)用生化分析儀的精度也高2-3個(gè)百分個(gè)百分點(diǎn)。點(diǎn)。 皮膚電反射儀皮膚電反射儀 傳統(tǒng)的膚電反響丈量方法以電阻為定量傳統(tǒng)的膚電反響丈量方法以電阻為定量單位，最通用的電路