生物传感器,自从这一概念提出以来,受到了世界各国研究者的高度关注并保持了快速的发展势头。它涉及化学、材料、生物、物理、电子、信息等,是一个多学科交叉的综合研究领域。作为生物传感器的一个分支,电化学生物传感器能将生化信息转换为电信息,其信号输出方式有电流、电压、电位、电导、电量等。随着集成电路技术的发展和价格低廉的即抛型丝网印刷电极的出现,电化学生物传感器逐渐向小型化和便携化的方向发展。由于便携式电化学生物传感器能够实现现场检测,且易于实现和无线网络进行信息交换,从而具有广阔的发展前景。因此加强基于丝网印刷电极的电化学生物传感器的研究,对于扩大生物传感器的商业化应用具有非常重要的意义。本论文主要研究内容有：多种丝网印刷电极的制备,相应应用检测体系的方法和机理以及便携式检测仪器的开发。具体阐述如下：一、丝网印刷基础电极的制备。基于不同应用目的的考虑,开发了各类薄片型丝网印刷基础电极。从电极的组成来分,制备了单电极、双电极和三电极；从电极的材料来分,制备了碳电极、金电极和铂电极；从电极的工作电极的数目来分,制备了单通道和多通道电极,并对各类电极的制备工艺做了详细介绍和讨论。二、丝网印刷功能电极的制备。为了增强丝网印刷碳电极的功能,通过一次印刷或者电沉积的方式,分别开发了掺杂电子媒介体电极、掺杂导电材料电极和金属纳米颗粒修饰电极,从而使丝网印刷碳电极具备了：更强的电子传导功能、导电性能,以及一些金属电极方面的性能。对制作过程进行了详细的介绍,并对各自的电化学行为进行了考察。三、辣根过氧化酶在丝网印刷碳电极上的直接电子转移。辣根过氧化酶是一种以三价铁为活性中心的氧化还原酶。由于丝网印刷碳电极本身表面的多孔形态,使得酶能进入到孔道中并且使活性中心(Fe3+/Fe2+)更接近电极表面。实现了辣根过氧化酶活性中心在电极表面的直接电子转移,基于此技术研发的电化学生物传感器可用于检测过氧化氢。四、肌红蛋白在介孔材料KIT-6修饰地丝网印刷碳电极上的直接电子转移。肌红蛋白也是一种以三价铁为活性中心的氧化还原酶。KIT-6是一种类似于MCM-41由两个交织的介孔网络组成的介孔材料,但是拥有更大的孔径,直径范围为5nm～12nm,因此小分子肌红蛋白(3nm直径)可以自由地进入到介孔孔道中。由于KIT-6的作用,通过酶分子表面覆盖度的计算可以得到修饰到电极表面的肌红蛋白分子的数量增加至3.5倍左右,从而实现了肌红蛋白在电极表面的直接电子转移信号扩增。五、用于鱼肉鲜度检测的电流型黄嘌呤氧化酶生物传感器。普鲁士蓝作为电介质,通过电沉积方式修饰到电极表面。采用三电极系统,且设计专用插口,实现了对黄嘌呤和次黄嘌呤两种代谢产物的检测。六、铂纳米颗粒修饰丝网印刷碳电极用于检测过氧化氢和葡萄糖。通过电沉积方法得到的铂纳米颗粒修饰丝网印刷碳电极,具有与金属电极相媲美的性能。该修饰电极能直接催化过氧化氢,且通过修饰葡萄糖氧化酶进而可以催化葡萄糖,实现了过氧化氢和葡萄糖的检测目的。七、用于有机磷农药残留检测的乙酰胆碱酯酶生物传感器制备。对检测农药残留的酶抑制原理以及传感器的构建方法进行了讨论。实现了抗蚜威快速检测的目的。八、掺杂普鲁士蓝-碳纳米管复合材料电极用于有机磷农药残留检测。对第七部分的内容进行了改进,将掺杂普鲁士蓝-碳纳米管复合材料通过一次印刷的方式制成电极,使得电极可以批量生产。该电极用于农残检测,检测信号更为稳定。设计了八通道电极,在修饰乙酰胆碱酯酶后能实现快速标准曲线的建立和八个样品的同时检测。九、便携式过氧化氢电化学生物传感器。设计了单一功能的电流型小型恒电位仪。并对过氧化氢的检测机理、试纸的制备工艺、电流型恒电位仪电路设计、微处理器单元的硬件软件设置、以及仪器操作流程进行了讨论与分析。