第八章 生物传感器
1．生物传感器的工作原理是什么？
解答：生物传感器是在基础传感器上再耦合一个生物敏感膜而形成的，其工作原理如图8-1所示（教材P170）。图中生物功能膜上(或膜中)附着有生物传感器的敏感物质，被测量溶液中待测定的物质经扩散作用进入生物敏感膜层，经分子识别或发生生物学反应，其所产生的信息可通过相应的化学或物理原理转变成可定量和可显示的电信号，通过电信号的分析就可知道被测物质的成分或浓度。 2．举例说明酶传感器的应用。
解答：利用酶传感器可以测定各种糖、氨基酸、酯质和无机离子等，在医疗、食品、发酵工业和环境分析等领域获得多方面的应用。例如：酶传感器可以用于水质监测，酚是一类对人体有害的化合物，经常通过炼油和炼焦等工厂的废水排放到河流和湖泊中。根据测定水中酚含量的需要，科学家利用固定化多酚氧化酶研制成多酚氧化酶传感器，这种酶传感器可快速测定出水中质量分数仅有2?10的酚。 3．微生物传感器分为哪几种？各有何特点？
解答：微生物的生存特性对氧气有好气性与厌气性之分，其传感器分为好气性微生物传感器和厌气性微生物传感器两大类。
特点:
好气性微生物传感器:好气性微生物生存在含氧条件下，生长过程离不开氧，它吸入氧气而放出二氧化碳，这种微生物的呼吸可用氧电极或二氧化碳电极来测定。
厌气性微生物传感器:厌气性微生物的生长会受到存在氧的妨碍，可由其生成的二氧化碳或代谢产物量来测定其生理状态。当测定微生物的代谢生成物时，可用离子选择电极来测定。 4．葡萄糖传感器的工作原理是什么？
解答：葡萄糖传感器是以葡萄糖氧化酶(GOD)为生物催化剂，氧电极为电化学测量装置，通过测定酶作用后氧含量的变化实现对糖的量的测量，反应方程为：
?7C6H12O6?O2葡萄糖氧化酶?C6H10O6?H2O2 (8-2)
式(8-2)表明可以通过测量氧的消耗量、或H2O2的生成量、或由葡萄糖酸引起的P H值的变化来测量葡萄糖的浓度。
5．举例说明葡萄糖传感器的应用。
解答：糖尿病的诊断。测量血糖、尿糖等。
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第九章 化学物质传感器
1．气敏传感器可以分为哪几种类型？半导体气敏元件是如何分类的？
解答：根据传感器的气敏材料以及气敏材料与气体相互作用的机理和效应不同主要可分为半导体式、固体电解质式、电化学式、接触燃烧式和其他类型。
半导体气敏传感器又可分为电阻型和非电阻型。 2．简述N型半导体气敏元件的原理。
解答：通常器件工作在空气中，由于氧化的作用，空气中的氧被半导体（N型半导体）材料的电子吸附负电荷，结果半导体材料的传导电子减少，电阻增加，使器件处于高阻状态；当气敏元件与被测气体接触时，会与吸附的氧发生反应，将束缚的电子释放出来，敏感膜表面电导增加，使元件电阻减小。导电机理用一句话描述：半导体表面因吸附气体引起半导体元件电阻值变化，根据这一特性，从阻值的变化测出气体的种类和浓度。
3．Pd-MOSFET的工作原理是什么？
解答：由于金属钯（Pd）对氢气特别敏感。当Pd吸附氢气以后，使Pd的功函数下降，且所吸附气体的浓度不同，功函数变化量也不同，这将引起MOS管的C—U特性向左平移（向负方向偏移），由此可测定氢气的浓度。
4．什么是绝对湿度和相对湿度？
解答：绝对湿度就是在一定温度和压力条件下，单位体积空气内所含水蒸气的质量，也就 是指空气中水蒸气的密度。一般用一立方米空气中所含水蒸气的克数表示；
相对湿度是表示空气中实际所含水蒸气的分压（Pw）和同温度下饱和水蒸气的分压（PN）的百分比。 5．氯化锂和陶瓷湿敏电阻各有何特点?
解答：氯化锂湿敏电阻是利用物质吸收水分子而使导电率变化来检测湿度。在氯化锂溶液中，Li和Cl以正负离子的形式存在，锂离子（Li+）对水分子的吸收力强，离子水合成度高，溶液中的离子导电能力与溶液浓度成正