Switchable
Bioelectronics
可切换生物电子学
作者：Onur Parlak
出版：Jenny Stanford Publishing
索书号：Q6/S979/2020/ Y
ISBN: 978-981-4800-89-1
藏书地点:武大外教中心
这本书回顾了可切换生物电子学的迅速出现的领域和它对生物电子学的影响。作者拼凑了早期的突破和关键的发展，并强调了可切换生物电子的未来，重点是基于模拟和控制具有外部刺激的生物环境以及药物传递的响应系统的生物电化学过程。书中所有章节都力求回答一个基本问题:生命系统如何探测周围环境并对其作出反应。接下来，我们该如何转变这些概念，以服务于生物电子学的实际世界呢?这一愿景的主要障碍是缺乏能够控制和调节生物系统和电子系统之间通信手段的通用接口。这本书总结了在单个生物分子的水平上建立这样的接口到目前为止所取得的整体进展，并集中在生成与电子集成生物接口的设备平台的最新努力。第一章介绍了生物电子学动态界面的一般概念，并概述了可切换生物电子学的材料和系统的重要性，介绍了不同的生物界面。第二章将不同类型的刺激响应聚合物和应用拼凑在一起。第三章特别强调具有可调释放动力学的刺激响应聚合物，并描述聚合物设计交付应用的重要性。第四章综述了气体传感应用中纳米纤维构象全转换的研究进展。最后，第五章重点介绍了分子印迹聚合物作为传感应用的识别元件。正如它是清晰的信息，这本手册使高级本科生和研究生水平的学生在化学，以及聚合物科学和电化学的研究人员，特别是那些对响应聚合物和生物传感器有兴趣的必要资源。
本章讨论动态接口和表征方法的一般概念。本文综述了新兴的动态生物界面领域及其在生物电子学中的应用。动态生物理论被认为是表现出响应行为和适应周围环境中物理和/或化学环境变化的能力的系统。构建动态界面有两种主要策略，即聚合物薄膜和自组装单层（SAM）形成。获得动态界面的最常见刺激之一是光。有许多不同类型的光响应分子/材料，包括偶氮苯，螺吡喃和祖仑，以及许多分子，聚合物，SAM和共轭纳米颗粒的形式。形成动态界面的另一种有效且无创的方法是使用电场来控制和调节生物电催化领域的界面性质，防止海洋生物污染和电致变色窗口应用。获得化学响应性动态界面的一般方法是使用pH响应聚合物。
本章回顾了刺激响应聚合物的基本原理和基本应用。刺激响应聚合物是独特的材料，通过响应其环境中的微小差异来经历显着的物理化学变化。刺激可分为两种类型，物理和化学。反应性聚合物可以以不同的形式用于许多应用，例如药物输送，生物技术和色谱;刺激响应聚合物可以响应单个刺激或多个刺激，例如热和pH的组合。热量被广泛用作刺激物，因为它易于在体外或体内应用。pH响应的聚合物响应环境pH值的变化。所有pH响应聚合物在其聚合物链中都含有侧质子吸收或释放基团。光响应聚合物具有响应光的特殊功能。光切割或光不可变聚合物是生物医学应用中非常有用的材料，光裂解化合物可用于胶束中的药物释放。
刺激响应聚合物是具有响应多种物理和化学环境刺激能力的聚合物。在许多释放曲线中，爆裂释放被观察到为高浓度的初始快速释放。在农业中，作为肥料管理的重要组成部分，可调释放系统被广泛使用，以确保在脆弱的天气条件下长期维持临界水平的肥料。本章讨论了使用最广泛的刺激响应聚合物，它们在受控递送应用中的使用以及它们的释放动力学。在可调释放研究中常用的刺激响应聚合物类型是pH响应聚合物。光响应聚合物广泛用于受控释放研究，其中有效载荷的释放被光激活。这些聚合物在暴露于电磁辐射时会发生结构变化。分别在金属蛋白酶溶液和磷酸盐缓冲溶液中进行释放实验，并施加紫外线照射以刺激多层微胶囊的释放。
可切换性是生命系统在短时间内对外部刺激做出反应的关键机制。开关能力依赖于生物大分子的可逆构象变化，从而增强生命系统适应极端环境条件的能力。本章介绍了一维聚合物纳米纤维的使用，这些纳米纤维具有能够实现快速切换的弹性存储器。这种方法成为利用智能和可切换生物接口的新替代方案。模仿生命系统的可切换性特性是生物电子学领域的一个新兴研究课题，因为传感的需求需要智能生物接口。聚合物由共价键合的重复单元组成，这些重复单元引起某些旋转约束，从而提供抗形状的记忆或弹性。聚合物纤维/纳米纤维通过四种技术进行加工：同轴流动系统，湿法纺丝，熔融纺丝和静电纺丝。可切换的聚合物-溶剂相互作用为气体传感器带来了巨大的希望。聚偏氟乙烯-碳纳米管复合材料在丙酮和甲苯的传感中得到了验证。
生物体中的分子结构具有通过各种类型的相互作用来区分外来分子的能力，这种能力被称为“分子识别”。有许多天然识别元素，如抗体，酶，适配子和核酸，用于检测化学和生物分析中的靶分子。其中一种有前途的方法是分子印迹技术，产生的材料被称为“分子印迹聚合物”（MIPs）。电化学传感器是实时检测由分析物分子相互作用引起的信号变化的装置，识别元件固定在电化学传感器的表面上。质量敏感传感器方法越来越受欢迎，因为它对质量变化敏感，这是所有化合物的共同特性。MIP在光学传感器上的应用不仅需要高亲和力和选择性结合位点，还需要灵敏的光学技术来检测结合事件。
《可切换生物电子学》一书于2020年由Jenny Stanford Publishing出版，作者是Onur Parlak。
《可切换生物电子学》一书中，研究人员介绍了可切换生物电子学的基本概念，重点是最近的技术发展，讨论的主题主要包括五个章节。《可切换生物电子学》一书从各个方面讲解了可切换生物电子学的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究可切换生物电子学的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《可切换生物电子学》一书作为可切换生物电子学专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书分为五个章节，既讲解了可切换生物电子学的基础知识，还讲解了深入研究可切换生物电子学的应用范围，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习研究可切换生物电子学的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。
2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，读者能够从中了解到可切换生物电子学相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来，《可切换生物电子学》一书为想要了解可切换生物电子学的研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为可切换生物电子学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
第 1 章
动态生物电子接口简介
奥努尔.帕拉克
章 2 章
刺激响应系统和应用
塞利姆.贝亚齐特
章 3 章
具有可调释放动力学的刺激响应聚合物
作者：Mehmet Can
Zeybek, Egemen Acar,Gozde Ozaydin-Ince
章 4 章
纳米纤维中的构象切换：气体传感器的新型生物电子接口
作者：Sezer Özenler,Müge
Yücel,Ümit Hakan Yildiz
章 5 章
分子印迹聚合物作为传感器中的识别和信号元件
作者：哈桑·巴桑,胡玛·耶尔马兹
林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生