化学与生物传感分析  041M5001H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:马会民,王铁,姚鑫
授课时间: 星期四, 第5、6节
授课地点: 教2-221
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
授课时间: 星期二, 第5、6节
授课地点: 教2-221
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
授课时间: 星期二, 第5、6节
授课地点: 教2-221
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
授课时间: 星期四, 第5、6节
授课地点: 教2-221
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14
课程编号: 041M5001H 课时: 46 学分: 3.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:马会民,王铁,姚鑫
英文名称: Chem-and Bio-sensing Analysis

教学目的、要求

本课程为化学学科研究生的专业基础课,也可作为生物学等与此相关专业的研究生的选修课。化学与生物传感分析是一个典型的多学科交叉学科,它结合了生命科学、分析化学、物理学和信息科学及其相关技术,能够对所需要检测的物质进行快速分析和追踪。它已发展成为一个活跃的研究领域,并展现广阔的应用前景。本课程主要内容为各类化学与生物传感分析方法的基本原理、特点、技术方法和应用进行了系统阐述。
    通过本课程的学习,使学生了解并掌握化学与生物传感分析的基本内容,为以后从事相关领域研究打好基础。

预修课程

分析化学,有机化学, 物理化学,生物化学,仪器分析

教 材

教材:
张先恩主编,《生物传感器》,化学工业出版社,北京,2006。
Florinel Gabriel Banica, Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications, Wiley, 2012.

主要内容

第一章绪论
化学与生物传感分析的发展历程,传感分析的原理、特点,化学与生物传感分析的基本概念与类型;生物芯片;传感分析的商品开发;发展趋势
第二章 分子识别与传感反应基础
概述,化学反应(质子-脱质子/pH,络合/离子,氧化还原,沉淀,化学键切断与形成),酶及酶反应,微生物反应,免疫学反应,核酸与核酸反应,催化抗体(抗体酶),催化性核酸
第三章 传感识别分子的设计与修饰
概述,基本方法,LB膜技术,光平版印刷技术,自组装技术,层层组装技术,固定化生物活性材料的性质,化学反应技术(化学键切断与形成)。
第四章 电化学生物传感分析
经典酶电极,非酶生物电极,介体生物传感分析和生物燃料电池,DNA电化学传感分析,直接电化学酶电极
第五章 光化学传感分析
概述,光学传感原理,光学(包括显色、荧光或化学发光)探针的设计方法及其响应模式,光学传感的分析应用
第六章 表面等离子体共振生物传感分析
概述,基本原理,表面等离子体共振方法学进展,表面等离子体共振传感分析的应用研究
第七章  拉曼光谱传感分析
概述,基本原理,激光拉曼光谱、表面增强拉曼光谱方法学与进展,拉曼光谱传感分析的应用研究
第八章 压电晶体生物传感分析
概述,原理与器件,液体样品测定,气体样品测定,声波传感分析的应用
第九章 丝网印刷生物传感分析
概述,丝网印刷技术原理,丝网印刷技术应用 
第十章 分子印迹生物传感分析
概述,原理与特点,分子印迹的聚合反应,分子印迹与换能器的整合,分子印迹传感分析的应用
第十一章  纳米生物传感分析
概述,纳米胶体金标记,量子点,碳纳米材料

四、教学重点与难点 
化学与生物传感分析识别分子的设计与修饰
不同传感方法的原理、特点

五、学时分配与进度计划 
学时分配:														
第一章 绪论 				2课时					
第二章 分子识别与传感反应基础  		6课时					
第三章 传感识别分子的设计与修饰  		4课时					
第四章 电化学生物传感分析    			6课时					
第五章 光化学传感分析        			6课时					
第六章 表面等离子体共振生物传感分析  	          4课时					
第七章 拉曼光谱传感分析      			4课时					
第八章 压电晶体生物传感分析  			4课时					
第九章 丝网印刷生物传感分析   		2课时					
第十章 分子印迹生物传感分析   		2课时					
第十一章  纳米生物传感分析   			2课时					
答疑   					2课时					
考试					2课时		

参考文献

参考资料: 
1.布莱恩 R. 埃金斯 著,罗瑞贤等译,《化学传感器与生物传感器》,化学工业出版社,北京,2005。
2.Xiaohua Li, Xinghui Gao, Wen Shi, Huimin Ma, Design Strategies for Water-Soluble Small Molecular Chromogenic and Fluorogenic Probes, Chem. Rev.,2014,114,590-659.
3.Jin Zhou, Huimin Ma, Design principles of spectroscopic probes for biological applications. Chem. Sci., 2016, 7, 6309-6315.
4.朱自莹、顾仁敖、陆天虹编著,《拉曼光谱在化学中的应用》,东北大学出版社,沈阳,1998。
5.司士辉编著,《生物传感器》,化学工业出版社, 北京,2003。
6.许春向 等编著,《生物传感器及其应用》,科学出版社, 北京,1993。