纳米介孔二氧化硅具有规整的有序孔道排列结构、窄的孔径分布、较大的孔径、较高的比表面积和良好的热及水热稳定性，孔壁为无定型，表面富含活性羟基，可以在孔内和孔外实现多种多样的官能团化，以及可以任意调节二氧化硅粒子的形貌和良好的生物相容性等特点，在药物控制-释放方面有着广泛的应用前景。本文以MCM-41型介孔纳米二氧化硅为载体，脱氧核酶链上的生物素与亲和素按4:1比例结合构成的生物大分子为“孔帽”，用脱氧核酶敏感的金属离子为外界应激条件，建立了新型的控制释放系统。在控制释放系统的基础上，以荧光分析法作为检测手段检测金属离子。介孔二氧化钛由于其光学、电学特性以及化学稳定性等优点，在光催化、太阳能电池等领域具有广阔的应用前景。同时，由于介孔TiO₂具有高的孔隙率和发达的孔道结构有利于光生载流子的分离和传输，因此与传统的纳米TiO₂相比，表现出了更高的光电性能。利用敏化剂、氧化还原偶合剂以及其他纳米结构半导体很容易对其进行表面改性。相对于介孔粉末，薄膜更容易集成到器件中去，使其成为选择最多的半导体电极膜材料。但是，TiO₂是宽带隙半导体（3.2ev），将它对光的吸收限制在了紫外光区，这极大的降低了它对太阳光的吸收。CdS是一种窄带隙半导体材料，室温下它的禁带宽度为2.42eV，是理想的太阳能电池窗口材料，它的本征吸收峰值在太阳光谱中最强烈的区域，对太阳光的利用率比较高，它跟TiO₂相结合能够弥补TiO₂仅在紫外光区有吸收的缺点，从而在同等条件下能产生更多的光生电子，并且CdS的导带位置相对于TiO₂的导带位置较高，在形成异质结后，CdS导带上的光生电子很容易跃迁到TiO₂的导带上去，从而能够提高光生载流子的传输效率。本论文主要内容包括：1.用溶胶-凝胶法合成了尺寸均匀、高容量的纳米介孔二氧化硅球。用kh560将环氧基修饰在介孔孔口处，氨基修饰的底物链（17DS）与环氧基连接做为Linker，生物素修饰的17E脱氧核酶与底物链杂交，加入与生物素特异性结合的亲和素构成“孔帽”，将荧光素客体分子封闭于介孔内，建立了对Pb²⁺响应的控制释放系统。本文以生物大分子为“孔帽”，基于对Pb²⁺敏感的17E脱氧核酶具有切割底物链的作用，建立了非标记性检测Pb²⁺的新方法。此方法对Pb²⁺的线性检测范围为1.0×10^-8mol/L².0×10^-6mol/L，检测限为8.0×10-9mol/L。该方法具有较高的灵敏度，检测过程中基本不受其他金属离子的干扰。2.本文以三嵌段共聚物为模板剂，1,3,5-三甲苯为扩孔剂，钛酸正丁酯为无机前驱体，利用sol-gel法制备了TiO₂溶胶，采用旋涂法在ITO电极上获得了介孔TiO₂薄膜。研究了焙烧温度、焙烧时间等因素对材料结构的影响。用UV、SEM、XRD和Raman等手段表征了介孔TiO₂薄膜，证明在该条件下得到了光电效果较好的锐钛矿型的介孔TiO₂薄膜。在介孔TiO₂薄膜电极上利用电沉积法制得了CdS量子点，通过测定ITO/TiO₂/CdS复合薄膜的光电流响应谱，判定CdS被沉积在介孔TiO₂孔道及其表面上，光电流显著增强。通过优化电沉积时间，获得沉积CdS的最佳沉积时间为25min。3.实验以三嵌段共聚物为模板剂，钛酸正丁酯为无机前驱体，制备了TiO₂溶胶，采用提拉法获得了纳米晶介孔TiO₂薄膜。将介孔TiO₂薄膜电极浸入含有三乙醇胺的缓冲溶液中，在紫外光照射条件下，三乙醇胺作为电子供体，能够显著增强介孔TiO₂薄膜电极的光电流强度。