生物电化学是20世纪70年代由电生物学、生物物理学、生物化学及电化学等多门学科交叉形成的一门独立学科。21世纪是生命科学的时代。生命科学、临床医学与能源科学的发展及其提出的问题和挑战，为生物电化学的发展提供了前所未有的机遇。
由鞠熀先、李景虹主编，组织国内来自15个单位具有从事生物电化学研究经历的20位一流专家编委(中国科学院院士、教育部高层次人才、国家杰出青年科学基金获得者等)编写的《生物电化学》，是十四五“电化学科学与工程技术”丛书分册之一，可作为生命科学、化学及其相关交叉学科领域的参考书，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研究生的教学参考书或教材。
“电化学科学与工程技术”丛书由中国科学院院士孙世刚担任总主编，被列入“十四五”时期国家重点出版物出版专项规划项目，涵盖电化学基础理论、电化学能量转换与储存、工业和应用电化学三个部分。这套丛书的出版将对推动我国电化学学科的进一步深入发展起到积极作用，同时为电化学和相关学科的科技工作者开展进一步的深入科学研究和科技创新提供知识体系支撑，以及为相关专业师生们的学习提供重要参考。
本书通过在分子、细胞、组织和活体等不同层次上对生物分子的电化学及其与材料科学、信息科学的交叉和渗透进行全面、系统、深入浅出的阐述，重点介绍了生物电化学的相关研究方法和生物电化学的新发现、新理论、新技术与新应用，内容涉及生物电化学的各前必威 betway必威沿领域及其在生物传感、生物成像和能源领域中的应用，全书结合作者们在多个领域研究的心得与成果，其中不乏原创性成果，每一章均包含前沿性的研究思路与研究成果，内容全面、学术价值高。 本书深入浅出、结构严密、富有条理，科学性与实用性并重，且语言简明扼要、可读性强，充分体现了 21 世纪生物电化学的先进性、前沿性与多学科交叉性，对生命科学、化学、医药、信息、材料和能源科学等的发展均具有重要的学术价值，也将推动物理化学、化学生物学、分析化学、临床医学和生命科学研究的共同发展。
生物电化学是一门用电化学方法研究生物现象的分支学科。本书结合生命过程的电化学现象、生物氧化、生物电子传递必威 betway必威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叉、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性质、生物电化学的相关研究方法与新理论新技术，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，可读性强。
前言第1章生物电化学研究方法11.1引言11.2重要的基本电化学技术21.3基于振动光谱的生物电化学分析方法41.3.1振动光谱41.3.2红外光谱51.3.3增强红外光谱和增强红外光谱电化学61.3.4EC-ATR-SEIRAS联用平台的构建71.3.5红外光谱电化学应用于生物分析81.3.6时空分辨红外光谱电化学应用于生物分析91.3.7拉曼光谱和增强拉曼光谱101.3.8拉曼光谱电化学应用于生物分析111.4扫描探针技术131.4.1扫描电化学显微镜131.4.2扫描离子电导显微镜171.5基于单分子结技术的生物电化学分析方法211.5.1单分子结技术的基本原理211.5.2电子传输机理231.5.3单分子结的有效构筑方法251.5.4单分子结技术在生物电化学分析中的应用271.6基于表面等离激元共振技术的生物电化学成像分析方法291.6.1表面等离激元共振技术的基本原理291.6.2表面等离激元共振电化学成像技术311.6.3表面等离激元共振成像技术在生物电化学分析中的应用35参考文献36第2章生物氧化与氧化磷酸化392.1引言392.2生物氧化402.2.1生物氧化的特点402.2.2体内物质氧化的方式412.2.3ATP的生成方式432.3电子传递链442.3.1呼吸链中的递氢体和递电子体442.3.2线粒体内膜中的电子传递复合体462.3.3呼吸链中电子传递体的排列顺序472.3.4 胞液中NADH的氧化492.4氧化磷酸化502.4.1氧化磷酸化偶联部位502.4.2氧化磷酸化偶联机制522.4.3影响氧化磷酸化的因素532.5柠檬酸循环与脂肪酸分解中的生物氧化552.5.1柠檬酸循环通过氧化磷酸化生成ATP552.5.2脂肪酸的?-氧化572.6 呼吸链中氧化还原蛋白质的电化学行为592.6.1细胞色素c的直接电化学602.6.2血红蛋白的直接电化学612.6.3其他血红素蛋白的直接电化学63参考文献64第3章糖电化学663.1引言663.2糖氧化还原电化学683.2.1金属及其氧化物电极上的糖电化学683.2.2金属纳米材料修饰电极上的糖电化学713.2.3金属化合物或金属-非金属复合物修饰电极上的糖电化学733.2.4色谱/毛细管电泳中糖的电化学检测743.3催化型葡萄糖生物电化学装置753.3.1葡萄糖安培酶电极753.3.2葡萄糖燃料电池783.4糖类相关的亲和型生物电化学传感器793.5糖类相关的功能材料与电化学833.5.1几种聚糖与电化学833.5.2糖碳材料与电化学853.6总结与展望86参考文献86第4章氨基酸电化学934.1引言934.2氨基酸的电化学活性954.2.1氨基酸的直接电化学氧化954.2.2 氨基酸的催化电化学氧化1004.2.3 氨基酸的电化学活性衍生1024.3氨基酸的电化学分析1034.3.1氨基酸的非手性电化学分析1034.3.2 氨基酸的手性电化学分析1074.4 氨基酸衍生的电化学材料1104.4.1氨基酸分子功能化电化学材料1104.4.2 氨基酸辅助合成电化学材料1134.4.3氨基酸的电化学聚合114参考文献114第5章蛋白质电化学与酶催化1185.1引言1185.2蛋白质电化学研究历史1185.3 蛋白质电化学研究基础1215.3.1 电化学分析技术以及相关理论1215.3.2电化学研究常用蛋白质1235.4基于蛋白膜伏安法的蛋白质电化学及酶催化研究1265.4.1基于传统材料的蛋白膜伏安法1265.4.2基于纳米材料的蛋白膜伏安法1315.5总结与展望137参考文献139第6章核苷酸与DNA电化学1446.1引言1446.2核酸的电氧化与还原1446.2.1核酸的结构与组成1446.2.2核酸的基本电化学行为1466.2.3核酸与电极表面的相互作用1496.2.4核酸的电化学分析1496.3DNA表面电化学1506.3.1DNA在电极表面上的固定化1516.3.2DNA与其他分子相互作用研究1556.4电化学DNA传感器1576.5 基体表面寡核苷酸探针的表面分析159参考文献162第7章卟啉电化学1647.1引言1647.2液/液界面上金属卟啉电子转移过程的研究1667.2.1液/液界面电化学基础1667.2.2液/液界面电化学的发展1667.2.3液/液界面电子转移反应的研究方法1667.2.4金属卟啉的电子转移反应1677.2.5不同取代基卟啉在模拟生物膜上的电子转移过程1697.3卟啉在电致化学发光方面的研究1737.3.1电化学发光法的基本原理1737.3.2 电化学发光法特点1757.3.3卟啉的电化学发光体系1757.4卟啉的光电生物传感1807.4.1基于卟啉纳米材料复合物的电化学生物传感器1817.4.2卟啉纳米复合材料的光电化学生物传感器1817.5卟啉的光敏和光导材料1837.5.1卟啉的光敏化材料1837.5.2卟啉模型的研究与调控1837.5.3卟啉界面的调控1847.5.4钴卟啉的催化中心1857.5.5卟啉的太阳能染料敏化电池材料1857.6卟啉核壳结构纳米材料1877.6.1 卟啉核的特性1877.6.2 卟啉核的应用1877.7总结与展望188参考文献189第8章辅酶与激素电化学1948.1引言1948.2辅酶电化学1958.2.1辅酶的分类1958.2.2 辅酶的电化学研究进展1988.3激素电化学2098.3.1激素的分类2098.3.2激素的作用特点2128.3.3激素的电化学研究进展2138.4总结与展望222参考文献223第9章生物分子作用与电化学2299.1引言2299.2活性小分子与核酸相互作用的电化学研究2309.2.1 金属配合物与DNA相互作用及生物传感应用2329.2.2有机药物小分子与DNA相互作用2369.2.3有机染料小分子与DNA相互作用2389.2.4小分子与RNA相互作用2389.3小分子与蛋白质相互作用的电化学研究2399.3.1药物小分子与蛋白质相互作用2409.3.2染料小分子与蛋白质相互作用2419.3.3金属离子和金属配合物与蛋白质相互作用2439.4 核酸与蛋白质相互作用2449.5核酸适配体对蛋白质的特异性识别2459.6 纳米材料修饰电极上蛋白质与其他分子相互作用2479.7总结与展望248参考文献249第10章生物膜电化学与生物界面模拟25510.1引言25510.2生物膜简介25510.2.1生物膜结构25510.2.2生物膜组成25610.2.3生物膜的电性质25810.3生物膜的模拟与表征25910.4生物膜电化学分析原理26210.4.1金属电极支撑仿生膜/溶液界面结构26210.4.2红外光谱电化学技术26410.4.3电化学-二次谐波成像26610.5生物膜的电化学研究26810.6生物膜相互作用电化学研究27710.7总结与展望283参考文献284第11章电化学生物传感器28611.1电极材料28611.1.1金属电极28611.1.2碳电极28811.1.3酶电极29011.1.4微生物电极29011.2分子识别及检测应用29111.2.1检测小分子物质29111.2.2检测核酸29311.2.3检测病原体29511.3电化学活体检测29711.3.1双通道比率测定应用于鼠脑中物质的选择性检测29811.3.2单电极比率电化学传感器实现活体脑内物质的精确测定30011.3.3活体分析中两种物质的双信号输出30211.4总结与展望304参考文献304第12章纳米生物电化学30912.1引言30912.2构建电化学生物传感器的常见纳米材料31012.2.1零维纳米材料31112.2.2一维纳米材料31212.2.3二维纳米材料31312.2.4三维纳米材料31512.3纳米材料在电化学生物传感中的应用31612.3.1核酸分析31612.3.2免疫测定32012.3.3酶分析32312.3.4细胞检测32412.3.5生物小分子和离子的检测32712.4总结与展望329参考文献329第13章生物电化学成像33413.1引言33413.2扫描探针电化学生物成像33413.2.1扫描电化学显微镜33413.2.2扫描离子电导显微镜34313.3光谱电化学生物成像34713.3.1分子光谱电化学34713.3.2表面等离子体共振电化学34913.3.3暗场散射电化学35213.3.4光学干涉电化学35413.4电化学发光生物成像35513.4.1基本原理35513.4.2电化学发光成像仪器35813.4.3生物成像分析35813.5总结与展望368参考文献369第14章细胞电化学37414.1引言37414.2细胞电化学传感器构建37514.2.1电极材料和形貌简介37514.2.2高灵敏度传感界面构建37614.2.3高选择性传感界面构建37814.2.4生物相容传感界面构建37914.2.5抗污及祛污传感界面构建38014.3柔性可拉伸电极细胞监测38314.3.1柔性可拉伸电极构建38314.3.2柔性可拉伸电极实时监测细胞力学信号转导38514.4微米电极单细胞监测38714.4.1微米电极特点及制备方法38814.4.2微米电极实时监测细胞胞吐38814.4.3微米电极实时监测细胞氧化应激过程39214.5纳米电极亚细胞监测39314.5.1胞外与胞间高时空分辨实时监测39414.5.2胞内高时空分辨实时监测39514.6总结与展望400参考文献401第15章活体电化学分析40615.1引言40615.2关键问题40815.3活体电化学分析原理41015.3.1电极校正及抗污染研究41015.3.2基于原电池原理的氧化还原电位法41115.3.3调控离子传输的活体电化学分析41315.4活体电化学分析方法与技术41615.4.1微透析活体取样-样品分离-电化学检测41615.4.2微透析活体取样-在线参考文献433第16章生物燃料电池43716.1引言43716.2酶生物燃料电池43816.2.1葡萄糖氧化酶阳极43916.2.2脱氢酶阳极44016.2.3多酶电极阳极44116.2.4酶生物燃料电池阴极44116.2.5酶生物燃料电池结构44316.2.6与太阳能电池结合的酶生物燃料电池44516.3微生物燃料电池44616.3.1基于γ-变形菌的微生物燃料电池44616.3.2基于δ-变形菌的微生物燃料电池44816.3.3基于其他变形菌的微生物燃料电池45016.3.4基于厚壁菌门的微生物燃料电池45116.3.5基于线基于泥土杆菌的微生物燃料电池45316.3.7基于媒介体的微生物燃料电池45416.3.8微生物燃料电池的实际应用45516.4总结与展望456参考文献457主编简介
南京大学教授、博士生导师，生命分析化学国家重点实验室主任，国际电化学会会士，英国皇家化学会会士。国家杰出青年科学基金获得者，教育部高层次人才。2009年国家973计划项目首席科学家，2005～2014年国家自然科学基金创新研究群体项目负责人。主要研究领域为纳米生物传感、细胞分析化学和临床分子诊断，涉及电化学、光学与质谱检测技术。迄今发表论文822篇，出版英文专著6部、中文专著与教材7部，专章20篇，授权专利42件。论文他引38000余次，h-index 102（GS h-index 111，引用46000余次）。曾获省部级自然科学奖与科学技术奖一等奖10项、二等奖5项、三等奖4项，并获中国化学会青年化学奖、梁树权分析化学基础研究奖，中国化学传感器首届雷磁杰出成就奖（2019年），美国化学会2022年度测量科学进展讲座奖等多项奖项和荣誉。必威 必威betway必威 必威betway