生物医学传感与检测原理侯文生课后参考答案

绪论简答题简述生命活动是怎么体现的？答：生命活动体现在存在于生物机体的分子、细胞、组织、器官、东统等不同尺度的物质代谢和生理过程之中，不论细胞、亚细胞乃至分子水平等微观尺度上的生理活动，还是由细胞所构成的组织、器官，以及系统层面等宏观尺度的生理过程，都件随肴物质和能量代谢，养表现为物理或化学的变量。简述生物医学传感器的主要用途。答：（1）提供诊断信息；（2）监护；（3）临床检验；（4）生物控制；（5）健康管理。什么是生物医学传感器？答：生物医学传感器，是获取人体生理和病理信息的工具，是生物医学工程学中的重要分支，对于化验、诊断、监护、控制、治疗，康复、健康管理等都有重要作用。简述传感器的发展趋势。答：（1）多功能化；（2）智能化；（3）微系统化；（4）仿生传感器；（5）健康状态监测传感器。生物医学检测有哪些特点？答：（1）人体某些参数的个体差异较大，而对某一特定个体来说，如果参数稍有变化就可能改变其生理、病理意义。(2）医用传感器一般都是在信噪比教差的环境下工作。因为人体的生理参数受到多种因素影响，同时具有多种生理反馈机制，所以噪声是面临的巨大挑战。(3）医用传感器需要根据人体的物理特性来设计，即传感器的机械结构必领与人体解剖学上的几何形态相适应。(4）对检测对象不产生干扰，任何影响检测对象生理状态的传感检测方法都难以得到有效的测量结果。（5）安全可靠在医学检测中尤其重要，这里不仅要考虑电气安全，还要考虑检测方法、检测装置本身不会给检测对象和检测者带来安全风险。第二章生物医学传感器基本知识简答题二阶传感器的阶跃效应如图所示，请简述阻尼比§为不同值时，阶跃响应的情况。答：略。为何一般系统大都设计成欠阻尼系统？答：因为欠阻尼系统,既能保证振荡在在系统设计时，应综合考其性能指标,阳尼比一般取一定的范围内，过渡过程较平稳,过渡过程时问较短,又具有较高的灵敏度。简述传感器的常见干扰及消除方法。答：机械干扰：防范措施是设法阻止来自振动源的能量的传递。采用重量大的工作台是吸收振动的有效方法。也可为传感器配用质量大的基座，以造成阻抗失配，从布防止振动，但应注意增加传感器重量对被测对象带来的附加影响。音响干扰：音响干扰一般功率不大，尤其是在医院和生物医学实验室环境下，故这类干扰较易被抑制，必要时可用隔音材料作传感器的壳体，或将其放在真空容器中使用。热干扰：为传感器加上温度补偿电路，保持测量电路处于恒定温度环境是常用的滅小温度影响的有效方法。电磁干扰：对于此类干扰，除可用电磁屏蔽外，还可用滤波的方法来消除，后者对于已知干扰信号频率时龙为有效。另外，尽量缩短导线长度（作用类似天线）、减小引线面积、将导线拧合在一起布线等措施也是推荐使用的。在使用传感器的电子仪器中，电源的交流声是一种影响很大的电磁干扰，多用滤波器来消除。简述传感器的常见噪声。答：电阻热噪声；散粒噪声；1/f噪声。简述造成系统误差的原因，如何进行消除？答：（1测量装置引起的误差：包括标准量具误差、仪器误差和附件误差。(2）环境误差：由于各种环境因素与规定的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量本身的变化所造成的误差，如温度、湿度、气压、照明、电磁场等。(3）方法误差：由于测量方法不完善引起的误差，如袖带法测血压。(4）人员误差：由于测量者分辨能力限制、工作疲劳导致的感官生理变化、固有读数习惯等引起的误差。消除误差可从产生误差根源上消除，包括检查实验设置和实验条件；另一种方式是预先将测量仪器的系统误差检定或计算出来，建立误差表或误差曲线进行修正。另外，对测量中在在的面定不变的系统误差，可利用替代法、抵消法、交换法进行处理。消除误差的有效方法是强化测量工作的责任心，塔养测量者以严格的科学态度对待测量工作；同时，还要保证测量条件的稳定，避免在外界条件发生明显变化时进行测量。简述生物医学传感器的标定方法。答：将由标准设备产生的大小己知的模拟生理量（如压力、温度等）作为传感器的输入，然后测量传感器的输出，它可能是电压、电流，也可能是电表、记录仪或示波器上的显示幅度。简述生物医学传感器的安全性要求。答：（1）传感器的包封材料应该有很好的生物相容性，能耐受体液的长期腐蚀，不凝血，不溶血，不受生物排异反应的影啊;（2）传感器的形状、尺寸和结构应适应被测部位的解剖结构，使用时不应损伤组织；（3）传感器要有足够的牢固性，在引入被测部位时，传感器不能损坏；（4）传感器和人体要有足够的电绝缘，即使在传感器损坏的情况下，人体受到的电压必须低于安全值，不安全的电压绝不能加到人体上;（5）传感器不能给生理活动带来负担，也不应千扰正常的生理功能；（6）对于植入体内长期使用的传感器，不应引起资生物；（7）在结构上要便于消毒。简述植入式生物医学传感器的设计要求。答：必须考虑生物信号的特殊性、复杂性以及传感器的生物相容性、可靠性、安全性。能量供给是植入式传感器设计的重要因素，请通过课后查阅文献，简达植入式传感器的能量供给途径及优缺点。答：通过简单、高速、低功耗的无线数据链路，使用体内天然存在的离子、带正电或带负电的原子来增强可植入生物电子学。将离子通信IC与先进的神经接口集成，以创建一个完全可植入的设备，该设备能够在数周内从自由移动的大鼠身上采集和无创传输神经生理数据。植入式传感器体积小、重量轻、并且和鸟体兼容，同时还要求其功率非常小。更重要的是，它们不能随着时间的推移而衰变。对功率的要求是植入式传感器正常工作所面临的主要挑战之一。常用传感器敏感材料有哪些类别？在传感与检测中，物理敏感材料、化学敏感材料和生物敏感材料在转换被检测量时各种具有哪些特点？答：耐生物老化性，对于长期植入的材料应具有生物稳定性；价格合适；易于加工成型；无毒性；无热原反应；不致癌。第三章医用电极与生物电效应测量简答题简述医用测量电极类型。答：医用检测电极按尺寸大小可分为宏电极和微电极。其中，宏电极(macroelectrode）是指外形较大的电极，主要用于测量生物体较大组织范国生物电位，常用于检测记录机体器官、组织整体的电活动，又分为体表电极和体内电极；微电极(microelectrode）用于測量局部组织的细胞外电位变化，其尖端细小，包括金属微电极、玻璃微电极。如何测评电极的极化阻抗？答：有电流通过电极，则说明有电荷直接通过了双电层，这时双电层等效为漏电的电容，其漏电阻抗可称为增量电阻或极化电阻。电极前置放大电路通常有何要求？简述其原因。答：在生物电测量回路中，生物组织、电极及二者之问的电解质溶液（导电膏、组织液等）可看成整个测量系统的信号输出端，为测量电路提供了“信号源”。同时，如前所述，当考虑电极本身阻抗、电极-电解质溶液界面、电极间生物组织的共同阻抗效应时，电极阻抗通常较大。同时，通过电极-电解质溶液界面男合到电极上的生物电信息还需要变换为电压或电流信号，以满足进一步的测量和处理。因此，需要设置具有高共模抑制比、高输入阻抗和高信噪比的前置放大电路。在脑-机接口等研究中，微电极阵列得到了广泛应用，简述其优点。答：采用标准的导电性材料；具有更好的信噪比和生物相容性。设计植入式微电极阵列时应考虑哪些因素？简述其原因。答：对材料的要求。对电极导线的所有材料包括植入材料和非植入材料、附件；如电极头、电极环、电极导线绝缘层(涂层）、固定套筒、塑形钢丝、静脉拉钩等。需要确认材料的种类、成分和质量控制等。对植入式心脏电极导线的性能要求。对植入式心脏电极导线的化学性能要求。对植入式心脏电极导线的生物相容性。简述脑电信号的生物医学应用。答：头皮脑电EEG。用于诊断癫痫、脑肿瘤，也常用于为脑损伤、脑血栓、脑发育异常等疾病的诊断、预后和治疗提供重要临床信息，还可用于睡眠、麻醉状态的监护。近年来，肌电信号检测在神经工程与康复中得到了高度关注，请简述如何建立一个可用于上肢截肢惠者控制假肢运动的穿戴式肌电信号检测装置。答：利用双极性表面肌电记录。肌肉收缩时，中枢神经系统将运动指令以神经冲动的形式传递给运动神经元，使其控制肌肉收缩。当检测电极贴于皮肤表面时，由于肌肉、脂肪和皮肤构成的容积导体的滤波作用，动作电位在人体软组织中引起的电流场在检测电极处产生电位，即为SEMG信号。简述生物电检测的干扰。答：电极-皮肤界面和运动轨迹；市电工频干扰。简述心阻抗测试的基本原理。答：心阻抗测量的基本原理是基于生物体结构变化时引起其电阻抗的变化。胸腔组织是导电体，在其两端安放电极，经过电极连线向胸部输入高频低幅恒流电流。由于心脏的收缩与舒张周期性活动，引起胸腔血液流动发生周期性变化，造成胸腔电阻呈周期性改变，用多导生理记录仪将胸腔阻值记录下来，就是心阻抗图。在记录电生理信号（如表面肌电信号）时，试画图说明电极、组织、电路之间如何形成电流回路？答：略。第四章生物力学效应的传感与生物信号检测简答题简述电阻应变片的横向效应。答：金属电阻丝制成应变片时，在电阻丝的弯段，电阻的变化率与直段不同，导致应变片的灵敏系数比直段线材的灵敏度小，即产生横向效应。一种脉搏波传感器采用悬臂梁和电阻应变片结构，电阳应变片及接入恒压式等臂电桥电路，阻值为300，桥压U=20V，电阻应变片灵敏度系数K=3，当被测最产生的应变为400（微应变）时：(1)计算空載输出电压；（2）计算当负载电阻Ri=4k2时，带负载及时的输出电压UsC:(3）如何进一步提高该测量电路的灵敏度？(4）如何对上述测量电路进行温度补偿？答：（1）略（2）略（3）增加检测电路的灵敏度；增加检测电路的电阻；增加检测电路的电感。（4）增加应变片。为了测量悬臂梁的应变，把一个R-1k2、x=2及室温时温度系数为3.8×10°/C的应变片安装在悬臂梁上，并与如图所示的电桥相连接。电桥检波器电阻为100，灵敏度为1°/uA，忽略电源内阻抗。求：（1）如果应变片变化0.1%，计算检波器偏转多少度？(2）假设应变片电阻变化主要由温度变化引起，试计算室温上升10°C时等效应变的变化量。(3)提出一种减小此温度影响的方法。答：（1）略。（2）略（3）使用温度稳定的电阻来消除温度效应。4、如果将100电阻应变片贴在弹性试件上，若试件的受力横截面积S=0.5×10-4m2，弹性模量卫-2×1011N/m?，若有F=5x104N的拉力引起应变电阻变化为1。试求该应变片的灵敏度系数。答：灵敏度系数为2。5、弹性应变片等形变-阻抗敏感型传感器可用于测量呼吸过程引起的胸腔或腹腔形态变化，请设计一个可洞量呼吸频率的穿戴式检测装置方案，并说明各主要部分的工作原理。答：略。6、简述差动变压器配接相敏整流交流电桥的工作原理及功能。答：略。7、利用自感或互感式电感传感器，设计可用于检测人体生理信息〔如血压、脉搏、呼吸等信息）的检测装置，简述其设计思想和实现原理。答：人体传感器的工作原理是利用红外线技术，通过感应人体的热量来判断人体的活动状态。当人体靠近传感器时，传感器会感应到人体发出的红外线信号，然后将信号转化为电信号，通过电路处理后输出给控制器。控制器根据接收到的信号来判断人体的活动状态，从而控制灯光、空调等设备的开关。8、压电传感器采用电荷放大器与采用电压放大器相比有何优点？答：电压放大器与电荷放大器相比,具有电路简单、元件少、价格便宜、工作可靠等优点。9、压电石英的压电常数矩阵为：(1）根据压电石英的压电常数矩阵，说明压电石英可通过哪几种基本变形方式将机械能转换为电能，并分别给出对应的压电常数。(2）当压电石英受力时，如图所示，在压电石英片上表面产生的是正电荷还是负电荷？给出起作用的压电常数的的下标。答：略。10、简述PVDF压电传感器的特点及潜在生物医学传感检测应用。答：薄膜柔软，灵敏度高。临床医学诊断、疾患程度测定、术后疗效评价、体育训练等。11、简述心音信号检测可以用哪些类型的传感器进行检测？简述其基本原理。答：利用导管端部压电式传感器可以从心室内局部检测心音（心内心音图）。心室导管式微音器装置，该装置在导管顶端装有一个空心圆筒的钛酸银陶瓷元件，利用膜片受力形变使两压电陶瓷元件弯曲产生压电效应来测量压力，该装置能做到小得足以用17号薄壁针直接导入左心室。较大、较坚实的单腔或双腔式的可以通过外国静脉或动脉导入。12、足底压力测量对评估运动功能、糖尿病足的病理特征有重要应用价值，请利用电阻传感器设计一个可检测足底多点压力分布的一个检测装置方案，并说明各主要部分的工作原理。答：略。第五章生物热效应的热电式生物医学传感与检测简答题利用热敏电阻的耗散原理进行测量流量时，应工作在热敏电阻伏安特性曲线哪个区段？答：线性。简述热电偶的接触电动势和温差电动势。答：接触电动势：各种导体中都存在大量的自由电子，不同金属的自由电子密度不同，当两种金属接触在一起时，在结点就要发生电子护散，电子密度大的金属的自由电子向电子密度小的金属扩散，这时电子密度大的金属因失去电子而具有正电位；相反，电子密度小的金属因接收了扩散来的多余电子而带负电。这种扩散直到动态平衡为止，产生一个稳定的接触电动势。单一导体的温差电动势：对单一金属A，如果两端温度不同，分别为工和工，则在两端也会产生电势E(T,五)，该电势称为单一导体的温差电势。简述热电偶定律。答：①如果热电佛两电极材料相同，则虽有温差，但输出电势为零。因此必须用两种不同材料构成热电偶。②如果热电偶两结点温度相同，则回路中的总电势必等于零。③热电势只与两结点温度点温度相关，与热电偶的尺寸、形状及沿金属的温度分布无关。简述热电偶的特点及生物医学传感检测应用。答：热电偶响应时间快，尺寸小，长期稳定性好。在生物医学研究中，热电偶使用得很普遍，把热电偶放在注射针内和导管端部，可以测量皮下和体内的温度。热电偶的尺寸小，特别适合要求空间分辨率高、响应快的场合，如用于细胞内瞬态温度的测量。简述水银温度计、电子体温计的测量原理，分析两种检测方法的特点。尝试分析哪些因素会对检测结果带来影响？答：水银温度计的测量原理是热胀冷缩；电子体温计则是利用热敏电阻对温度感应原理而设计的。水银温度计特点是测温准确、稳定性高、价格低廉，受外力影响；电子体温计读数方便、测量时间短，受电子元件及电池懂点状况影响。简述采用额温枪进行温度测量的基本原理，并分析其影响测量精度的因素。答：任何物体在高于绝对零度(-273°C)时都会向外发出红外线,额温枪通过传感器接收红外线,得出感应温度数据。影响因素有环境温度过低，测量模式设置错误，测量方法不对，测量位置不对。简述利用热电式传感器进行呼吸频率和呼吸流量测量的基本原理。如何设计一个能动态显示呼吸频率的便携式呼吸监测装置？并说明各部分电路的工作原理。答：热管式呼吸流量检测方法，图中的中心管道是呼吸气体的通道，它由导热性能良好的金属材料制成并封装在绝缘、绝热的外壳之中；中心管道上左右对称缠绕了两根相同的热电阻丝，它们具有较高的电阻温度系数；热电阻丝和外部普道电阻组成电桥，当非工作状态时，桥路输出为零。尝试设计一种可穿戴式液晶温度传感器，并简达其工作原理及优点。答：略。如何利用生物热效应进行血流量测量？简达其工作原理。答：热源在血液中的热传导与血液的流速有一定关系，据此可测定血流量的大小。常用的热电傅、热敏电阻和金属热电阻可作为这种传感器的温敏元件，但以热敏电阻和热电阻为佳。如何进行基础体温测量？简述其工作原理。。答：在理想情况下，热隔离层可以实现完全的绝热效果，使得人体深部传导上来的热量全部被保留在体表，当最终热平衡时，热隔离层下的体表温度将与核心体温相同，此时即称为“委热流”。当“委热流”达到时，便可把温度传感器^测得的温度视作核心体温。第六章光电传感与生物光效应检测简答题简述外光电效应和内光电效应。答：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。受光照物体的电导率发生变化或产生光电动势的现象称为内光电效应。简述硅光电池和西光电池的特性差异。答：根据光生伏特效应制成的光电池主要有利用PN结光生伏特效应制成的光电池（硅、错光电池），以及利用金属与半导体接触光生伏特效应制成的光电池（如硒光电池、氧化亚铜光电池)。简述光电倍增管的工作原理及生物医学应用。答：光电倍增管是一种真空光电器件，其工作原理基于光电效应、二次电子发射和电子光学的理论基础。当光照射到光电阴极时，光电阴极向真空中激发出光电子。这些光电子按聚焦极电场进入倍增系统，通过进一步的二次发射得到倍增放大，最后阳极将电子收集起来形成阳极电流或电压。光电倍增管内部设置了多个倍增电极，使用时相邻的两倍增电极之间均加有不同的梯度电位用来加速电子，使每个倍增极上产生的电子数不断地得到倍增，到达阳极的总增益通常可增加104~107倍。因此，光电倍增管的灵敏度和增益都比普通光电管要高很多，常用于检测微弱的光信号。简述双光路检测系统的优势。答：准确性高、耐久性好及稳定性强。简述双波长透光比血氧饱和测量的基本原理。答：血氧饱和度一般是通过测量人体指尖、耳垂等毛细血管脉动期间对透过光线吸收率的变化计算而得的。测量用的血氧饱和度探头有其独特的结构。当作为光源的发光管和作为感受器的光电管位于手指或耳的两侧,入射光经过手指或耳廓,被血液及组织部分吸收。被吸收的光强度除搏动性动脉血的光吸收因动脉压力波的变化而变化外,其他组织成分吸收的光强度(DC)都不会随时间改变,并保持相对稳定。而搏动性产生的光路增大和HbO2增多使光吸收增加,形成光吸收波(AC)。光电感应器测得搏动时光强较小,两次搏动间光强较大,减少值即搏动性动脉血所吸收的光强度。简述半导体位置传感器的工作原理及生物医学应用。答：半导体位置传感器是基于倒向光电效应的。光敏二极管，如果灵敏面仅局部感受入射光照，则当入射光斑中心相对于对称轴移动时，在A、B之间将产生侧向光电动势。此电动势的大小和方向与光斑相对于灵敏面中心的位置有关。在生物医学检测中常需要对物质浓度进行检測，请尝試利用光电传感器设计能够进行物质浓度检测的传感系统，并简达其测量原理。。答：略。指套式容积脉持波信号检测可用于测量动态血氧饱和度和心率，请通过课后查阅文献说明利用近红外检测容积脉搏波的测量装置电路工作原理。答：略。简述光纤传感器在温热疗法中的温度监测原理及优点。答：首先,光纤的一端会发出一束光,这束光会沿着光纤传输到另一端。在传输过程中,光纤的折射率会受到温度的影响而发生变化。其次,当光线到达光纤的另一端时,它会被反射回来。这个反射的光线会被传回到光纤的起点,然后被测量仪器读取。通过测量反射光线的强度和相位,可以计算出光纤的折射率变化，从而得出温度的变化。这种方法可以实现高精度的温度测量,而旦不会受到电磁干扰的影响。简述眼动检测的基本原理及实现方法。答：实现眼动检测的关键点和难点是如何测量眼睛运动、眼动数据的提取及分析研究。眼动仪的研究经历了从干扰式到非干扰式的过程。其中，观察法、纯粹的辅助记录法、随后的电流记录法和电磁感应法等都属手千扰式眼动仪的范围，此类眼动仪产生于计算机尚未普及的时代。随着科技的进步，非千扰式的红外眼动检测仪应运而生，根据应用的原理的不同，其检测方法包括角膜反射法、巩膜-虹膜边缘法、瞳孔-角膜反射向量法等。第七章生物医学中的化学传感与检测简答题简述生物化学传感器的组成和基本原理。答：生物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成：以分子识别部分去识别被测目标，是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础。把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器）各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。基本原理是待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。简述双电层模型。答：双电层模型描述了电极与溶液相界面之间电荷层的结构，是电极平衡和电极过程动力学在电化学过程中的具体表现,是现代电化学的基础理论之一。简述电化学传感器测量体系的组成以及在三电极体系中，各个电极的作用和结构。答：电化学传感器的测量体系主要由电极、电解质溶液和测量电路构成，其中电解质溶液是待测样品。电极是电化学传感器中将生物化学信号转换为电信号的换能器的重要组成部分。（1）工作电极：工作电极是发生所需反应的场所，同时也是固定识别元件的载体。工作电极是电化学传感器电极体系中最关键的电极。对工作电极的要求如下：①电极不能与待测样品组分发生反应;②电极上的电化学反应不会受到电极自身反应的影响：③能在较宽的电势窗口测最；④电极表面均一平滑，面积不宜过大。常用的工作电极有铂电极、金电极、玻碳电极及石墨电极等。（2）对电极：电极又称辅助电极，不参与电化学反应，与工作电极构成串联回路，起到电子传递、为工作电极提供所需电流的作用。通常选用铂作为对电极材料。在实际应用中，为了防止对电极在检测中极化，通常要求对电极的面积要大于工作电极，且自身电阻要小，以降低对电极上的电流密度，同时对电极的形状及位置都有要求。(3）参比电极：参比电极是一个已知电势的不极化电极，它为测量提供标准电位。参比电校上几乎没有电流流过。参比电极需要可逆性好，具有良好的电势稳定性和重现性。常用的参比电极有Ag-AgC1电极、标准氢电极及饱和甘汞电极。其中，Ag-AgCI电极电势稳定、价格低廉，是常用的参比电极。举例说明电解池和原电池的区别。答：1.能量转化方式不同：电解池把电能转化为化学能，而原电池把化学能转化为电能。2.外接电源需求不同：电解池需要外接电源才能发挥用途，而原电池不需要外接电源就可以正常供电。3.电子流向不同：原电池的电子流向跟电流的方向呈相反反向，而电解池跟原电池相反。4.应用领域不同：原电池的应用一般是在蓄电池上面，而电解池一般是应用在电镀、精炼、冶金等工业方面。5.结构不同：电解池由电解剂、电极、膜、导电物质等组成，而原电池的结构主要由正极材料、负极材料和电解液组成。6.用途不同：电解池主要用于提供大量的电能，如用于电动汽车、发电机、便携式电子设备等，而原电池则主要用于提供短暂的电能。举例说明电化学气体传感器的电极组成及各部分的作用。答：（1）CO2电极；（2）O2电极；简述离子敏感场效应管的检測原理。答：它的工作原理是利用离子在溶液中的浓度变化引起的电荷状态的变化来改变场效应晶体管的导电性能。识别元件是生物化学传感器的重要组成部分，以酶传感器为例，简述识别元件在电极上的固定方法。答：物理吸附是将酶溶液滴在传感元件表面,通过静置或旋转等方法使酶分子吸附在传感元件表面上。简述葡萄糖电化学传感器的检測原理。答：通过酶选择性催化葡萄糖，转化为另一种化合物并释放电子。电子通过电极上的电位变化流动，产生电位差。通过检测电极上的电位变化，可以间接测定葡萄糖的浓度。电化学生物传感器具有高灵敏度、高选择性、反应速度快等优点，被广泛应用于医学、环境监测、食品安全等领域。结合电化学离子传感器的基本原理，简述电解质分析仪的工作原理。答：电解质分析仪工作原理是采用离子选择电极测定，电解质分析仪上有六种电极：钠，钾，氯，离子钙，锂和参比电极。每个电极都有一离子选择膜，会与被测样本中相应的离子产生反应。通过离子选择电极膜与样本中相应离子相互渗透，从而在膜的两边产生膜电位，样本中离子浓度不用，产生的电位信号的大小也不同，通过测量电位信号大小就可以测知样本中离子的浓度。简述直接型和间接型电化学免疫传感器的区别。。答：直接电化学免疫传感器直接依靠抗体或者其携带的大量电荷在发生免疫结合时产生的电化学变化,从而测得阻抗、离子通透性、电导率等参数的改变。间接电化学免疫传感器则需要利用标记物放大免疫反应的信号,再间接测定免疫物质的浓度。第八章生物标志物的传感检测新技术简答题简述SPR传感器的原理及生物医学应用。答：SPR免疫传感器通过折射率的变化来检检测金属敏感表面的分子结合情况。SPR免疫传感器可以有效地确认生物液体。简述压电晶体免疫传感器的检测原理及优点。答：压电传感器的基本原理是某些电解质材料受力后可产生压电效应及基于压电效应的质量-频率关系，压电晶体免疫传感器是利用压电晶体对质量变化的敏感性及抗原抗体结合的特异性而建立的一种新型生物传感检测系统，又称为石英晶体微天平(QCM)，可用于多种抗原或抗体的快速、定量检测及反应动力学研究。此类传感器克服了传统免疫检测费时、昂贵及需要标记等不足，在临床实验室诊断、病原微生物检测和食品安全监测等领域有着广泛的应用前景。简述仿生传感器的生物医学应用。答：在医疗领域中，仿生传感器技术可以用于体内、体外、非侵入性和微创性检测。其中，体内仿生传感器主要应用于体内环境的监测和疾病的诊断。它可以通过直接植入人体或器官内，监测身体的各项指标，并及时提供