有序介孔二氧化硅材料由排列规则的介孔和无定形的无机框架组成。它具有以下特点：孔隙度高,比表面积大,结构稳定,生物相容性好,孔的内表面和外表面可修饰不同的化学官能团与生物功能分子等。这些优点使其成为蛋白质、基因和药物分子等的理想载体。本论文在导电基底上合成了垂直有序的介孔二氧化硅通道,采用电化学法研究了带电物种在该通道阵列中的传质,此外,将此通道应用于蛋白质的固定进而探究了蛋白质的电子转移动力学。本论文的第一部分(第一章)阐述了双电层对纳米通道中传质的影响；概述了不同形态(粉末和薄膜)的介孔二氧化硅材料的合成、修饰和相应修饰电极的制备;简单概括了介孔二氧化硅材料在酶固定中的应用。在本论文第二部分(第二章),根据Stober溶液生长法,在氧化铟锡(ITO)基底上合成了高度有序且孔道垂直于基底的介孔二氧化硅薄膜(Mesoporous Silica Film),简写为MSF,其孔径约为2.3nm。我们对MSF孔道表面修饰了NH4+基团,使得MSF表面由负电荷转变为正电荷。首次研究了MSF的电荷效应,并且详细探究了孔道对不同尺寸和电荷的探针分子的选择渗透性；此外,利用纳米通道的尺寸效应和电荷效应,研究了溶液的离子强度对孔道的选择渗透性的影响,设计了具有“开／关”效应的智能传感界面。本论文第三部分(第三章)探讨了MSF/ITO电极在固定蛋白质中的应用。选择了一种尺寸和MSF孔径相匹配的小蛋白,微过氧化物酶-11(MP-11),首次证明了MSF孔道可以从MP-11单体和低聚体的混合物中“筛选”出单体分子,并将单体分子通过物理吸附固定于MSF孔道中,构造了蛋白质修饰电极。研究了固定蛋白质的吸附动力学、热力学过程以及电子转移动力学。