纳米孔/通道传感器由于其简单实用,受到了业界的广泛关注。经过二十多年的发展,已成为目前最具有前景的分子传感检测技术。以人工单纳米孔/通道为平台所用到的探测方法主要有两种:电阻脉冲法和离子整流法。利用该技术,己经可以成功检测多种小分子、有机聚合物、蛋白质、酶和生物分子的复合物等。纳米孔/通道材料和仪器时间分辨率的限制,使得纳米孔/通道的制备、功能化修饰以及在对小分子的检测中具有一定的挑战。本文通过将超分子主客体化学的相关性质与纳米孔/通道分析相结合,系统的研究了超分子主客体介入的纳米孔技术在小分子物质检测中的应用。主要分为四个部分:(1)利用功能化单锥形纳米通道传感器实现对三聚氰胺的选择性定量检测。通过β-环糊精、三聚氰胺适配体和单壁碳纳米管辅助纳米孔构建三聚氰胺检测平台。主要通过电化学测试分析纳米通道检测三聚氰胺前后离子整流的变化,从而探究了纳米通道传感器在三聚氰胺检测中的性能。本研究在多组分物质的辅助下构筑的纳米通道传感器可以实现对三聚氰胺的选择性定量检测,在0-200 nM宽浓度范围内三聚氰胺浓度与表面覆盖率之间呈良好的线性关系,其检测限为4.3 nM,同时纳米通道传感器也具有良好稳定性和实际样品检测的潜力。(2)基于主客体竞争作用构建纳米通道传感器实现对金刚烷胺的选择性定量检测。通过在单锥形纳米通道中引入主客体分子对甲苯胺和葫芦[7]脲,基于主客体竞争作用,在金刚烷胺的刺激下,纳米通道的亲疏水以及表面电荷得以发生改变。通过电化学测试得到离子整流随金刚烷胺浓度的变化曲线。研究表明该检测系统具有良好的稳定性和重复性,可实现金刚烷胺的选择性定量检测,在10-1000nM的宽浓度范围内,ADA浓度的对数与表面覆盖率之间呈线性关系,其检测限为4.54 nM,同时纳米通道传感器也具有实际样品检测的潜力。(3)基于主客体竞争作用构建主客体刺激响应纳米通道。通过在直型纳米通道中引入主客体分子(对甲苯胺和葫芦[7]脲),在客体分子金刚烷胺和主体分子葫芦[7]脲的刺激下,纳米通道可以实现可逆分子刺激响应开关的功能,并且具有良好的可重复性和稳定性。此项工作为进一步研究金刚烷胺在生物体内的作用过程提供了相关的参考模型。(4)通过超分子核酸纳米结构(核酸四面体)作为信号放大探针,开发了纳米孔对小分子物质检测的新策略。本研究通过比较四种不同核酸纳米结构的过孔信号以及核酸四面体作为信号放大探针辅助玻璃管纳米孔实现对ATP小分子的检测实验,说明了DNA四面体作为信号放大探针辅助纳米孔实现小分子检测的优势和可行性。通过本论文的研究,提出了将超分子体系与纳米孔/通道检测结合的方法,实现了纳米孔/通道的功能多样性和对生物小分子的检测,为纳米孔/通道在小分子检测方向的进一步发展提供了新的机遇。