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生物电化学是一门用电化学方物现象的分支学科。本书结合生命过程的电化学现象、生物氧化、生物电子传递及生物合成与代谢过程中的物质传递与能量转化，在分子、细胞、组织和活体等层次上对生物电化学及其与材料、能源和信息科学的交、渗透进行了系统的阐述，重点介绍了各类生物分子的电化学质、生物电化学的相关研究方与新理论新技术，以及其在生物传感、细胞与活体分析和能源领域的应用。本书内容涉及生物电化学的各前沿领域，深入浅出、学术价值高，且语言简明扼要，可读强。本书可作为生命科学、化学及其相关交学科领域的参书，并可作为高等院校物理化学、生物化学、分析化学高年级学生和相关专业的教学参书或教材。

目录

丛书序

前言

第1章 生物电化学研究方法

1.1　引言

1.2　重要的基本电化学技术

1.3　基于振动光谱的生物电化学分析方法

1.3.1　振动光谱

1.3.2　红外光谱

1.3.3　增强红外光谱和增强红外光谱电化学

1.3.4　EC-ATR-SEIRAS联用平台的构建

1.3.5　红外光谱电化学应用于生物分析

1.3.6　时空分辨红外光谱电化学应用于生物分析

1.3.7　拉曼光谱和增强拉曼光谱

1.3.8　拉曼光谱电化学应用于生物分析

1.4　扫描探针技术

1.4.1　扫描电化学显微镜

1.4.2　扫描离子电导显微镜

1.5　基于单分子结技术的生物电化学分析方法

1.5.1　单分子结技术的基本原理

1.5.2　电子传输机理

1.5.3　单分子结的有效构筑方法

1.5.4　单分子结技术在生物电化学分析中的应用

1.6　基于表面等离激元共振技术的生物电化学成像分析方法

1.6.1　表面等离激元共振技术的基本原理

1.6.2　表面等离激元共振电化学成像技术

1.6.3　表面等离激元共振成像技术在生物电化学分析中的应用

参考文献

第2章　生物氧化与氧化磷酸化

2.1　引言

2.2　生物氧化

2.2.1　生物氧化的特点

2.2.2　体内物质氧化的方式

2.2.3　ATP的生成方式

2.3　电子传递链

2.3.1　呼吸链中的递氢体和递电子体

2.3.2　线粒体内膜中的电子传递复合体

2.3.3　呼吸链中电子传递体的排列顺序

2.3.4 胞液中NADH的氧化

2.4　氧化磷酸化

2.4.1　氧化磷酸化偶联部位

2.4.2　氧化磷酸化偶联机制

2.4.3　影响氧化磷酸化的因素

2.5　柠檬酸循环与脂肪酸分解中的生物氧化

2.5.1　柠檬酸循环通过氧化磷酸化生成ATP

2.5.2　脂肪酸的?-氧化

2.6 呼吸链中氧化还原蛋白质的电化学行为

2.6.1　细胞色素c的直接电化学

2.6.2　血红蛋白的直接电化学

2.6.3　其他血红素蛋白的直接电化学

参考文献

第3章　糖电化学

3.1　引言

3.2　糖氧化还原电化学

3.2.1　金属及其氧化物电极上的糖电化学

3.2.2　金属纳米材料修饰电极上的糖电化学

3.2.3　金属化合物或金属-非金属复合物修饰电极上的糖电化学

3.2.4　色谱/毛细管电泳中糖的电化学检测

3.3　催化型葡萄糖生物电化学装置

3.3.1　葡萄糖安培酶电极

3.3.2　葡萄糖燃料电池

3.4　糖类相关的亲和型生物电化学传感器

3.5　糖类相关的功能材料与电化学

3.5.1　几种聚糖与电化学

3.5.2　糖碳材料与电化学

3.6　总结与展望

参考文献

第4章　氨基酸电化学

4.1　引言

4.2　氨基酸的电化学活性

4.2.1　氨基酸的直接电化学氧化

4.2.2 氨基酸的催化电化学氧化

4.2.3 氨基酸的电化学活性衍生

4.3　氨基酸的电化学分析

4.3.1　氨基酸的非手性电化学分析

4.3.2 氨基酸的手性电化学分析

4.4 氨基酸衍生的电化学材料

4.4.1　氨基酸分子功能化电化学材料

4.4.2 氨基酸辅助合成电化学材料

4.4.3　氨基酸的电化学聚合

参考文献

第5章　蛋白质电化学与酶催化

5.1　引言

5.2　蛋白质电化学研究历史

5.3 蛋白质电化学研究基础

5.3.1 电化学分析技术以及相关理论

5.3.2　电化学研究常用蛋白质

5.4　基于蛋白膜伏安法的蛋白质电化学及酶催化研究

5.4.1　基于传统材料的蛋白膜伏安法

5.4.2　基于纳米材料的蛋白膜伏安法

5.5　总结与展望

参考文献

第6章　核苷酸与DNA电化学

6.1　引言

6.2　核酸的电氧化与还原

6.2.1　核酸的结构与组成

6.2.2　核酸的基本电化学行为

6.2.3　核酸与电极表面的相互作用

6.2.4　核酸的电化学分析

6.3　DNA表面电化学

6.3.1　DNA在电极表面上的固定化

6.3.2　DNA与其他分子相互作用研究

6.4　电化学DNA传感器

6.5 基体表面寡核苷酸探针的表面分析

参考文献

第7章　卟啉电化学

7.1　引言

7.2　液/液界面上金属卟啉电子转移过程的研究

7.2.1　液/液界面电化学基础

7.2.2　液/液界面电化学的发展

7.2.3　液/液界面电子转移反应的研究方法

7.2.4　金属卟啉的电子转移反应

7.2.5　不同取代基卟啉在模拟生物膜上的电子转移过程

7.3　卟啉在电致化学发光方面的研究

7.3.1　电化学发光法的基本原理

7.3.2 电化学发光法特点

7.3.3　卟啉的电化学发光体系

7.4　卟啉的光电生物传感

7.4.1　基于卟啉纳米材料复合物的电化学生物传感器

7.4.2　卟啉纳米复合材料的光电化学生物传感器

7.5　卟啉的光敏和光导材料

7.5.1　卟啉的光敏化材料

7.5.2　卟啉模型的研究与调控

7.5.3　卟啉界面的调控

7.5.4　钴卟啉的催化中心

7.5.5　卟啉的太阳能染料敏化电池材料

7.6　卟啉核壳结构纳米材料

7.6.1 卟啉核的特性

7.6.2 卟啉核的应用

7.7　总结与展望

参考文献

第8章　辅酶与激素电化学

8.1　引言

8.2　辅酶电化学

8.2.1　辅酶的分类

8.2.2 辅酶的电化学研究进展

8.3　激素电化学

8.3.1　激素的分类

8.3.2　激素的作用特点

8.3.3　激素的电化学研究进展

8.4　总结与展望

参考文献

第9章　生物分子作用与电化学

9.1　引言

9.2　活性小分子与核酸相互作用的电化学研究

9.2.1 金属配合物与DNA相互作用及生物传感应用

9.2.2　有机药物小分子与DNA相互作用

9.2.3　有机染料小分子与DNA相互作用

9.2.4　小分子与RNA相互作用

9.3　小分子与蛋白质相互作用的电化学研究

9.3.1　药物小分子与蛋白质相互作用

9.3.2　染料小分子与蛋白质相互作用

9.3.3　金属离子和金属配合物与蛋白质相互作用

9.4 核酸与蛋白质相互作用

9.5　核酸适配体对蛋白质的特异性识别

9.6 纳米材料修饰电极上蛋白质与其他分子相互作用

9.7　总结与展望

参考文献

第10章　生物膜电化学与生物界面模拟

10.1　引言

10.2　生物膜简介

10.2.1　生物膜结构

10.2.2　生物膜组成

10.2.3　生物膜的电性质

10.3　生物膜的模拟与表征

10.4　生物膜电化学分析原理

10.4.1　金属电极支撑仿生膜/溶液界面结构

10.4.2　红外光谱电化学技术

10.4.3　电化学-二次谐波成像

10.5　生物膜的电化学研究

10.6　生物膜相互作用电化学研究

10.7　总结与展望

参考文献

第11章　电化学生物传感器

11.1　电极材料

11.1.1　金属电极

11.1.2　碳电极

11.1.3　酶电极

11.1.4　微生物电极

11.2　分子识别及检测应用

11.2.1　检测小分子物质

11.2.2　检测核酸

11.2.3　检测病原体

11.3　电化学活体检测

11.3.1　双通道比率测定应用于鼠脑中物质的选择性检测

11.3.2　单电极比率电化学传感器实现活体脑内物质的测定

11.3.3　活体分析中两种物质的双信号输出

11.4　总结与展望

参考文献

第12章　纳米生物电化学

12.1　引言

12.2　构建电化学生物传感器的常见纳米材料

12.2.1　零维纳米材料

12.2.2　一维纳米材料

12.2.3　二维纳米材料

12.2.4　三维纳米材料

12.3　纳米材料在电化学生物传感中的应用

12.3.1　核酸分析

12.3.2　免疫测定

12.3.3　酶分析

12.3.4　细胞检测

12.3.5　生物小分子和离子的检测

12.4　总结与展望

参考文献

第13章　生物电化学成像

13.1　引言　334

13.2　扫描探针电化学生物成像

13.2.1　扫描电化学显微镜

13.2.2　扫描离子电导显微镜

13.3　光谱电化学生物成像

13.3.1　分子光谱电化学

13.3.2　表面等离子体共振电化学

13.3.3　暗场散射电化学

13.3.4　光学干涉电化学

13.4　电化学发光生物成像

13.4.1　基本原理

13.4.2　电化学发光成像仪器

13.4.3　生物成像分析

13.5　总结与展望

参考文献

第14章　细胞电化学

14.1　引言

14.2　细胞电化学传感器构建

14.2.1　电极材料和形貌简介

14.2.2　高灵敏度传感界面构建

14.2.3　高选择性传感界面构建

14.2.4 生物相容传感界面构建

14.2.5 抗污及祛污传感界面构建

14.3 柔性可拉伸电极细胞监测

14.3.1 柔性可拉伸电极构建

14.3.2 柔性可拉伸电极实时监测细胞力学信号传导

14.4 微米电极单细胞监测

14.4.1 微米电极特点及制备方法

14.4.2 微米电极实时监测细胞胞吐

14.4.3 微米电极实时监测细胞氧化应激过程

14.5 纳米电极亚细胞监测

14.5.1 胞外与胞间高时空分辨率实时监测

14.5.2 胞内高时空分辨率实时监测

14.6 总结与展望

参考文献

第15章 活体电化学分析

15.1 引言

15.2 关键问题

15.3 活体电化学分析原理

15.3.1 电极校正及抗污染研究

15.3.2 基于原电池原理的氧化还原电位法

15.3.3 调控离子传输的活体电化学分析

15.4 活体电化学分析方法与技术

15.4.1 微透析活体取样 - 样品分离 - 电化学检测

15.4.2 微透析活体取样 - 在线电化学分析

15.4.3 活体原位电化学分析

15.5 总结与展望

参考文献

第16章 生物燃料电池

16.1 引言

16.2 酶生物燃料电池

16.2.1 葡萄牙氧化酶阳极

16.2.2 脱氢酶阳极

16.2.3 多酶电极阳极

16.2.4 酶生物燃料电池阴极

16.2.5 酶生物燃料电池结构

16.2.6 与太阳能电池结合的酶生物燃料电池

16.3 微生物燃料电池

16.3.1 基于gamma变形菌的微生物燃料电池

16.3.2 基于delta变形菌的微生物燃料电池

16.3.3 基于其他变形菌的微生物燃料电池

16.3.4 基于厚壁菌门的微生物燃料电池

16.3.5 基于真菌门的微生物燃料电池

16.3.6 基于泥土杆菌的微生物燃料电池

16.3.7 基于媒介体的微生物燃料电池

16.3.8 微生物燃料电池的实际应用

16.4 总结与展望

参考文献

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书籍介绍

生物电化学是一门用电化学方物现象的分支学科。本书结合生命过程的电化学现象、生物氧化、生物电子传递及生物合成与代谢过程中的物质传递与能量转化，在分子、细胞、组织和活体等层次上对生物电化学及其与材料、能源和信息科学的交、渗透进行了系统的阐述，重点介绍了各类生物分子的电化学质、生物电化学的相关研究方与新理论新技术，以及其在生物传感、细胞与活体分析和能源领域的应用。本书内容涉及生物电化学的各前沿领域，深入浅出、学术价值高，且语言简明扼要，可读强。本书可作为生命科学、化学及其相关交学科领域的参书，并可作为高等院校物理化学、生物化学、分析化学高年级学生和相关专业的教学参书或教材。