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序言 1

第一章 电化学基础知识 1

§1.1 电化学的含义 1

§1.2 非法拉第过程 2

§1.3 电极反应的实质——法拉第过程及其影响因素 3

§1.4 电解过程中物质的扩散及电迁移 8

第二章 电分析化学基本方法 11

§2.1 平面电极上的扩散电流及计时安培法 11

§2.1.1 Fick扩散定律 11

§2.1.2 Laplace变换在求解Fick第二定律中的应用 12

§2.1.3 计时安培法 15

§2.1.4 平面电极上一般扩散电流方程（恒电势伏安法） 16

§2.1.5 电流－电势方程（采样伏安法） 17

§2.1.6 平面电极上的扩散层 18

§2.2 球面电极和柱面电极上的扩散与一般扩散电流公式 19

§2.2.1 半无限球面扩散 19

§2.2.2 球面电极上一般扩散电流公式 22

§2.2.3 柱状电极上的扩散电流 23

§2.3.1 滴汞电极 25

§2.3 滴汞电极上的扩散电流 25

§2.3.2 滴汞电极上物质的传递及Fick第二扩散定律 26

§2.3.3 Ilkoviě方程式 27

§2.3.4 Ilkoviě方程式的修正 28

§2.3.5 Ilkoviě方程式所预示的性质 29

§2.4 直流极谱的可逆波、不可逆波和动力波 30

§2.4.1 简单金属离子的可逆极谱波 31

§2.4.2 不可逆极谱波 33

§2.4.3 准可逆极谱波 35

§2.4.4 配合物极谱波 36

§2.4.5 极谱动力波和催化波 40

§2.4.6 吸附波和配合吸附波 44

§2.4.7 直流极谱技术的一些发展 45

§2.5 线性变位伏安法与循环伏安法 47

§2.5.1 可逆过程线性变位伏安法——Randles-Sěvěik方程式 48

§2.5.2 双电层电容与溶液阻抗的影响 52

§2.5.3 完全不可逆过程的线性变位伏安法 52

§2.5.4 平行催化过程 54

§2.5.6 薄层溶液的电流－电势关系 55

§2.5.5 导数示波极谱（伏安）法 55

§2.5.7 循环伏安法 57

§2.6 交流伏安分析 64

§2.6.1 交流电路 65

§2.6.2 可逆体系的交流极谱电流方程 66

§2.6.3 准可逆和不可逆体系的交流响应 72

§2.6.4 伴随有化学反应的AC电极过程 74

§2.6.5 循环交流伏安法 75

§2.6.6 相敏及二次谐波的交流极谱法分析 77

§2.6.7 张力电流法 79

§2.7 电极体系的交流阻抗 80

§2.7.1 理想极化电极 80

§2.7.2 无浓差极化时电极的阻抗 81

§2.7.3 浓差极化不可忽略 83

§2.7.4 电极表面状态不可忽略 84

§2.8 方波和脉冲技术 85

§2.8.1 方波极谱法 85

§2.8.2 方波技术的新进展 91

§2.8.3 脉冲伏安法 92

§2.9 半微积分极谱法 100

§2.9.1 半积分电分析方法 101

§2.9.2 半微分电分析方法 105

§2.9.3 多阶半微分电分析方法 107

§2.9.4 平行催化半微分和多阶半微分电分析方法 110

§2.10 溶出伏安分析 111

§2.10.1 线性扫描阳极溶出伏安法 112

§2.10.2 方波及脉冲技术的阳极溶出分析法 113

§2.10.3 阳极溶出新极谱法 115

§2.11 流体动力学伏安法 117

§2.11.1 对流体系的理论处理 118

§2.11.2 旋转圆盘电极 121

§2.11.3 旋转球形电极 127

§2.11.4 管状电极 128

§2.11.5 旋转环－盘电极 130

§2.11.6 旋转圆盘薄膜电极上的扩散与异相电催化研究 133

§2.12 控制电流的电分析方法 134

§2.12.1 控制电流方法的一般原理 135

§2.12.2 计时电位曲线 137

§2.12.3 交流示波极谱 139

§2.12.4 阳极溶出示波极谱法 143

§2.12.5 示波极谱滴定 144

参考文献 144

第三章 超微电极电分析化学 147

§3.1 微电极的类型及制备 148

§3.2 微电极的基本特性 150

§3.3 超微电极上的扩散及电流方程 155

§3.3.1 微球电极上的扩散 156

§3.3.2 微柱球电极上的扩散 157

§3.3.3 微盘球电极上的扩散 158

§3.3.4 微带电极上的扩散 160

§3.3.5 微环电极上的扩散 161

§3.3.6 球、盘、柱及带电极在稳态或准稳态条件下扩散的相关性 161

§3.4 超微电极阵列 165

§3.4.1 所有电极置于同一电势 166

§3.4.2 阵列电极置于发生－收集模式 168

§3.4.3 均相动力学常数的测定 169

§3.4.4 双带电极上电化学发光 170

§3.5 超微电极的应用 172

参考文献 175

第四章 酶促反应电分析化学 178

§4.1 酶促反应 179

§4.1.1 酶促反应特性 179

§4.1.2 酶促反应动力学 180

§4.1.3 影响酶促反应的因素 182

§4.2 酶促反应的电化学研究 184

§4.2.1 酶促反应动力学分析 184

§4.2.2 酶促反应电化学研究方法 185

§4.2.3 固定化酶酶促反应动力学研究 186

§4.3 酶促反应的电化学生物传感 187

§4.3.1 酶电极 188

§4.3.2 酶的固定化 192

§4.3.3 酶电极研究的趋势 197

§4.4 基于酶促反应发展的其他电化学生物传感器 197

§4.4.1 酶免疫分析 198

§4.4.2 核酸分析 199

§4.4.3 糖类分析 200

参考文献 200

第五章 生物膜基生物电分析化学 203

§5.1 Langmuir-Blodgett（LB）膜技术 204

§5.1.1 LB膜制备装置与制备 204

§5.1.2 LB膜的材料 206

§5.1.3 LB膜的类型与特点 206

§5.1.4 LB膜在生物传感器中的应用 207

§5.2 脂双层膜 210

§5.2.1 脂质体 211

§5.2.2 传统的平板BLM 211

§5.2.3 介质支撑平板双层磷脂膜（s-BLM） 213

§5.2.4 水凝胶上的BLMs（sb-BLMs） 215

§5.2.5 固体载体支撑的混和双层类脂膜 215

§5.2.6 脂双层膜在生物传感器中的应用 215

§5.3 多层磷脂膜 222

§5.3.1 多层磷脂浇铸膜 222

§5.3.2 磷酸盐沉积的自组装膜 225

参考文献 226

第六章 凝胶膜生物传感器 230

§6.1.1 凝胶的制备 231

§6.1 溶胶－凝胶过程 231

§6.1.2 反应参数的影响 233

§6.1.3 电化学生物传感器制备中的凝胶过程 233

§6.2 溶胶－凝胶的特点 238

§6.3 生物分子的溶胶－凝胶固定与膜电极 239

§6.3.1 生物分子的溶胶－凝胶固定 239

§6.3.2 溶胶－凝胶电化学生物传感器 241

§6.4 溶胶－凝胶电化学生物传感器的应用 244

§6.4.1 溶胶－凝胶电化学生物传感器的发展 244

§6.4.2 几种重要的溶胶－凝胶电化学生物传感器 245

§6.5 有机相生物传感器 255

参考文献 257

第七章 蛋白质电化学与纳米电分析化学 262

§7.1 蛋白质在电极上的直接电化学 263

§7.1.1 电极材料的选择 263

§7.1.2 电极的表面修饰 264

§7.1.3 重要氧化还原蛋白质的直接电化学 265

§7.2 固定化蛋白质的直接电化学研究方法 280

§7.2.1 蛋白质表面覆盖度测定 280

§7.2.2 质子参与的蛋白质直接电化学过程 284

§7.2.3 蛋白质直接电化学的动力学研究 287

§7.3 纳米粒子修饰电极上蛋白质固定与直接电子传递 290

§7.3.1 金胶纳米粒子仿生界面的构建与蛋白质的直接电子传递 290

§7.3.2 微孔与介孔分子筛上蛋白质的直接电子传递 302

§7.3.3 蛋白质在二氧化锆纳米粒子上的直接电化学 312

§7.4 纳米粒子在传感器制备中的应用 316

§7.4.1 金胶纳米粒子用于电化学传感器的构建 316

§7.4.2 其他金属与二氧化锆纳米粒子构建无试剂电化学传感器 328

§7.4.3 分子筛纳米粒子构建无试剂电化学传感器 329

参考文献 335

第八章 超分子电分析化学 342

§8.1 超分子化学的基本性质——识别和催化 343

§8.1.1 分子识别 343

§8.1.2 催化作用 344

§8.1.3 超分子分析化学 345

§8.2 电化学传感器中的超分子化学 346

§8.2.1 冠状化合物 346

§8.2.2 环糊精 349

§8.2.3 杯芳烃 351

§8.2.4 卟啉和酞菁 352

§8.2.5 分子自组装膜 354

§8.3 超分子电化学研究 356

§8.3.1 1∶1包络物的形成常数 356

§8.3.2 多主体包络物的形成常数 360

§8.3.3 包络物形成对电催化氧化的影响 361

§8.3.4 主体自组装单层表面包络物的形成 363

§8.4 超分子化学在化学修饰电极中的应用 368

参考文献 373

§9.1 免疫分析概述 377

第九章 电化学免疫分析与免疫传感器 377

§9.1.1 抗体的基本结构 378

§9.1.2 单克隆抗体和多克隆抗体 379

§9.1.3 抗体碎片 380

§9.1.4 免疫分析方法 380

§9.2 电化学免疫分析 382

§9.2.1 电化学免疫分析中常用标记物 382

§9.2.2 电化学免疫分析方法 384

§9.3 均相电化学免疫分析 385

§9.4 毛细管电化学酶联免疫分析法 388

§9.5 免疫传感器 389

§9.5.1 质量检测免疫传感器 390

§9.5.2 热量检测免疫传感器 391

§9.5.3 光学免疫传感器 391

§9.5.4 电化学免疫传感器 396

§9.6 电化学免疫传感器在临床诊断中的应用 403

§9.6.1 化学修饰电极免疫分析 403

§9.6.2 免分离电化学免疫传感器 405

§9.6.3 竞争性电化学免疫传感分析 407

§9.6.4 一次性电化学免疫传感芯片 409

参考文献 411

第十章 DNA电化学分析与序列识别 414

§10.1 DNA的结构和性质 415

§10.1.1 DNA的组成与结构 415

§10.1.2 DNA的性质 417

§10.1.3 DNA的变性与复性 418

§10.1.4 DNA电化学性质 419

§10.1.5 DNA结构对电化学响应的影响 421

§10.2 DNA浓度的电化学检测 422

§10.3 DNA电化学传感器 425

§10.3.1 基本原理 425

§10.3.2 DNA探针的固定 426

§10.3.3 DNA杂交指示剂 429

§10.3.4 DNA电化学传感器 431

§10.3.5 直接电化学DNA生物传感 432

§10.3.6 DNA电化学传感器的选择性 435

§10.4 PCR技术－电化学检测联用 437

§10.4.1 PCR技术 437

§10.4.2 PCR技术－电化学检测联用 440

§10.5 酶联放大DNA电化学生物传感 444

§10.6 DNA序列电化学分析中的纳米技术 445

§10.7 电化学DNA传感器的应用 447

§10.7.1 DNA损伤与损伤剂检测 447

§10.7.2 环境污染监控 449

§10.7.3 病原基因检测和基因疾病诊断 450

§10.7.4 药理分析 450

参考文献 451

§11.1.1 ECL基本原理 459

§11.1 电化学发光过程 459

第十一章 电致化学发光分析 459

§11.1.2 电致化学发光的实验装置 464

§11.1.3 电致化学发光分析法的特点 465

§11.2 电化学发光反应主要类型及应用 466

§11.2.1 聚芳香族碳氢化合物（PAHs）及有机物的电化学发光 466

§11.2.2 酰肼类化合物 468

§11.2.3 无机物及金属有机络合物的ECL 470

§11.2.4 氧化物修饰的阴极发光 474

§11.3.1 基于固定化Ru（bpy）？的电化学发光及酶传感器 475

§11.3 电化学发光传感器及其应用 475

§11.3.2 基于鲁米诺ECL的酶传感器 478

§11.3.3 ECL免疫传感器与DNA探针 478

§11.3.4 量子点电化学发光传感器 479

§11.4 ECL联用技术 482

§11.4.1 Ru（bpy）？ECL与HPLC、FIA联用 483

§11.4.2 Ru（bpy）？ECL与CE联用 485

§11.4.3 Ru（bpy）？ECL与微芯片联用 490

§11.5.1 ECL成像技术 492

§11.5 电化学发光成像法 492

§11.5.2 电极表面活性分布的表征 494

§11.5.3 电极表面粗糙度的表征 494

§11.5.4 流体动力学研究 494

§11.5.5 固态电子传输和电子转移机理研究 495

§11.5.6 反应动力学研究 496

§11.6 电化学发光的发展前景 497

参考文献 498

§12.1.1 细胞电化学研究意义 506

§12.1 细胞电化学意义 506

第十二章 细胞电化学与细胞传感 506

§12.1.2 细胞内电子传递的统一性 508

§12.1.3 肿瘤细胞电化学行为及其应用 509

§12.2 细胞的介电行为与电化学性质 509

§12.3 细胞电泳及肿瘤组织检测 511

§12.3.1 细胞电泳的基本原理及其意义 511

§12.3.2 单细胞凝胶电泳检测 512

§12.3.3 毛细管电泳单细胞分析 514

§12.4 细胞在新型仿生界面的增殖与固定技术 515

§12.4.1 细胞固定技术 515

§12.4.2 细胞在新型仿生界面的增殖与细胞传感器 518

§12.4.3 细胞在新型医用材料界面的增殖与电化学表征 521

§12.5 细胞膜上蛋白质的电化学免疫分析 530

§12.5.1 细胞膜组分及肿瘤细胞表面特性的改变 530

§12.5.2 细胞膜表面抗原与免疫分析 530

§12.5.3 肿瘤标志物及细胞膜表面蛋白质电化学免疫分析 531

§12.6 电化学药敏检测方法 535

§12.6.1 细胞电化学伏安响应 535

§12.6.2 肿瘤细胞生长及药物抑制作用的分析 537

§12.7 电场对肿瘤细胞的电化学疗法 543

§12.8 细胞电化学发展思路 544

参考文献 545

第十三章 电分析化学联用技术 552

§13.1 液相色谱／毛细管电泳－电化学检测 552

§13.1.1 液相色谱／毛细管电泳－电化学检测技术 552

§13.1.2 液相色谱／毛细管电泳－电化学检测联用技术的设计 554

§13.1.3 液相色谱／毛细管电泳－电化学联用技术的应用 556

§13.2 光谱电化学法 557

§13.2.1 光谱电化学分析法的产生及分类 557

§13.2.3 光谱电化学研究法的优缺点 559

§13.2.2 光谱电化学池的特点与分类 559

§13.2.4 光谱电化学的研究应用 560

§13.3 石英晶体微天平－电化学系统 564

§13.3.1 石英晶体微天平的基本原理 564

§13.3.2 石英晶体微天平－电化学系统 566

§13.3.3 EQCM的应用研究 568

§13.4 扫描电化学显微镜 571

§13.4.1 实验装置、工作模式和工作原理 571

§13.4.2 SECM的探头的研制与图像 572

§13.4.3 SECM在生物分析方面的应用 575

§13.4.4 展望 579

§13.5 电化学扫描隧道显微镜 579

§13.5.1 ECSTM的仪器装置、工作原理 580

§13.5.2 ECSTM的应用 581

§13.6 电化学原子力显微镜法 583

§13.6.1 AFM原理与技术 583

§13.6.2 现场ECAFM的应用 585

§13.6.3 现场ECAFM的展望 586

参考文献 586