Érzékelők az orvosbiológiában

Tartalom

Előszó 7
1. BEVEZETÉS 9
1.1. Az érzékelők fogalma, felosztása, jellemzői 9
1.2. Integrált és intelligens érzékelők, korunk újszerű követelményei 12
1.3. Az orvosbiológiai alkalmazások specialitásai 13
2. AZ ÉRZÉKELŐK TECHNOLÓGIÁI 16
2.1. Monolit félvezető technológiák 16
2.2. Kerámiák 20
2.3. Rétegtechnológiák 22
2.4. Polimer leválasztást technológiák 25
2.5. Száloptikai technológiák 29
3. AZ ÉRZÉKELŐ SZERKEZETEK ALAPTÍPUSAI 30
3.1. Impedancia típusú érzékelő szerkezetek 30
3.2. Félvezető alapú érzékelök 32
3.3. Akusztikus hullámok terjedésén alapuló érzékelő szerkezetek 33
3.4. Kalorimetrikus érzékelők 35
3.5. Elektrokémiai cellák mint érzékelők 36
3.5.1. Potenciometrikus érzékelők 37
3.5.2. Amperometrikus érzékelők 39
3.5.3. Egyéb elektrokémiai mérési módszerek 40
3.6. Optikai hullámvezetőkön alapuló érzékelők 42
4. A JELÁTALAKÍTÁS FIZIKAI-KÉMIAI ALAPJAI 45
4.1. Termorezisztív jelenségek 45
4.2. A termoelektromos effektus 47
4.3. Egyéb termoeffektusok 48
4.4. Piezoelektromosság 48
4.5. Elektretek és kapacitív transzducerek 50
4.6. Piroelektromos effektus 51
4.7. Piezorezisztív hatás 52
4.8. Hali-effektus 52
4.9. Egyéb mágneses érzékelési effektusok 53
4.10. Szupravezető kvantum interferométerek 53
4.11. Sugárzások által keltett effektusok és érzékelő szerkezetek 54
4.12. Adszorpció és abszorpció 58
4.13. Érzékelés szelektív receptor molekulákkal 59
4.14. Permeáció féligáteresztő membránokon 60
4.15. Ionok kölcsönhatása ionszelektív membránokkal 61
4.16. A kémiai-optikai jelátalakításban használható jelenségek 62
5. FIZIKAI ÉRZÉKELŐK ÉS ALKALMAZÁSAIK AZ ORVOSBIOLÓGIÁBAN 65
5.1. Hőmérsékletmérés 65
5.2. Hőmérsékletérzékelők egyéb alkalmazásai 70
5.3. Mechanikai érzékelők az orvosbiológiában 73
5.4. Ultrahang érzékelők az echográfiában 79
5.5. Nukleáris detektorok a radiológiában 83
5.6. Mágneses érzékelők alkalmazásai 91
5.7. Egyéb alkalmazások 94
6. KÉMIAI ÉRZÉKELŐK ÉS ALKALMAZÁSAIK AZ ORVOSBIOLÓGIÁBAN 100
6.1. A vérbeli gázkoncentrációk és pH érzékelői 100
6.1.1. Az elektrokémiai érzékelők alapelvei 102
6.1.2. Invazív elektrokémiai érzékelők 103
6.1.3. Transzkután elektrokémiai érzékelők 107
6.1.4. Optikai szálas érzékelők 111
6.1.5. Egyéb módszerek 114
6.1.6. Kombinált érzékelők 117
6.2. Az optikai oximetria 119
6.2.1. A vér oximetria elvi alapjai 119
6.2.2. Az invazív oximetria 121
6.2.3. A nem invazív "fül" oximetria 122
6.2.4. A pulzus oximetria 123
6.2.5. Egyéb oximetriai módszerek 125
6.3. A kémiai érzékelők további alkalmazásai 125
6.3.1. Ionos komponensek mérése a vérben 125
6.3.2. A belső szemhéj kémiai paraméterei 127
6.3.3. pH-mérés az emésztőrendszerben 128
6.3.4. Szöveti pH/pO2 meghatározása és feltérképezése 129
7. BIOÉRZÉKELŐK 132
7.1. Enzimatikus bioérzékelők 135
7.1.1. Elméleti alapok 135
7.1.2. Időfüggő és stacionárius mérési módszerek 137
7.1.3. Transzducer típusok 138
7.1.4. Többenzimes reakciók, reagensek enzimatikus folyamatokban 143
7.1.5. Enzim immobilizációs technikák 145
7.1.6. Működési jellemzők 149
7.1.7. Glükóz érzékelők 150
7.1.8. Karbamid érzékelők 155
7.1.9. További enzimatikus érzékelők 156
7.1.10. Az enzimatikus bioérzékelők alkalmazási kérdései 158
7.2. Affinitás bioérzékelők 160
7.2.1. Immunérzékelők működésének alapjai 161
7.2.2. Indirekt immunérzékelők 163
7.2.3. Direkt immunérzékelők 168
7.2.4. DNS-érzékelők 171
7.3. Élő bioszenzorok 172
7.3.1. Mikroba alapú érzékelők 172
7.3.2. Élő szövet alapú bioérzékelők 174
7.3.3. Mikrofiziométerek 174
7.3.4. Neuronok transzducerként való alkalmazása 179
7.4. Bioaktív komponensek nem bioszenzorokon alapuló analízise 180
7.4.1. A glükóz direkt elektrokémiai érzékelése 180
7.4.2. A glükóz direkt optikai érzékelése 181
7.4.3. Az infravörös spektroszkópia 182
8. ÉRZÉKELŐK BIOKOMPATIBILITÁSA 183
Felhasznált és ajánlott irodalom 184
Jelmagyarázat 185

Témakörök