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本论文主要研究目的在于构造和发展性能优良的以直接电化学为基础的第三代生物传感器。血红素蛋白质是一种氧化还原蛋白质,研究其直接电化学对于研究生命体内的电子转移过程,了解生命过程的氧化还原机理及建立高灵敏的检测方法等方面具有非常实际的意义。纳米粒子由于其独特的光学、电学、催化等性质,在修饰电极上的应用研究已经引起人们极大的关注。近年来,室温离子液体逐渐成为研究的热点。本论文主要开展了以下几个方面的研究工作:1.制备了3种离子液体修饰碳糊电极。以室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）、六氟磷酸正丁基吡啶（BPPF6）和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIMBF4）等为粘合剂和修饰剂,与石墨粉相混合制备了新型的离子液体修饰碳糊电极（CILE）。2.开展了血红蛋白（Hb）和肌红蛋白（Mb）在CILE上的直接电化学行为研究。分别以上述3种CILE为基底电极,以Nafion、多壁碳纳米管（MWCNTs）、单壁碳纳米管（SWCNTs）、聚乙烯醇（PVA）、纳米TiO2、壳聚糖（CTS）等为修饰材料,采用层层涂布法、直接混合法等固定方法,将Hb和Mb固定到不同电极的表面制备了不同类型蛋白质电化学生物传感器,如De/Hb/CILE、CTS/nano-TiO2/Hb/CILE、Nafion/Hb/SWCNTs/CILE、PVA/Hb/MWCNTs/CILE、Nafion/Mb/MWCNTs/CILE、Nafion-BMIMPF6/Hb/CILE。考察了Hb和Mb在不同修饰膜电极上的直接电化学和电催化行为。采用扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见吸收光谱、傅立叶变换红外光谱和多种电化学法对修饰电极的性质进行了研究和表征。实验结果表明,Hb和Mb在不同的修饰膜内基本保持了其生物活性,循环伏安扫描出现一对准可逆的氧化还原峰,并且在修饰电极上Hb和Mb的电子传递能力明显增强,纳米粒子和离子液体的存在提供了一个合适的微环境,对电化学行为有极大的促进作用,对Hb和Mb的直接电化学行为进行了研究,求解了相关的电化学参数。解释了电化学行为的机理,进一步研究了该修饰电极对H2O2、三氯乙酸（TCA）和亚硝酸钠（NaNO2）等小分子的电催化性质,实验结果表明所制备的Hb和Mb修饰电极表现出良好的电催化性能,求解了相应的表观米氏常数（KMapp）。3.开展了Hb在纳米TiO2中的直接电化学行为研究。以BPPF6修饰的碳糊电极为基底电极,采用静电吸附的方法将Hb固定到电极表面上,制备了Hb修饰电极（nano-TiO2/Hb/CILE）。考察了Hb在电极上的直接电化学和电催化行为。实验结果表明,Hb在nano-TiO2膜内能够保持其原始构象,循环伏安扫描出现一对准可逆的氧化还原峰。对Hb的直接电化学行为进行了研究,求解了相关的电化学参数。