纳米孔平台是一种廉价、无标记、高灵敏且高通量的单分子传感系统,近二十年来日益受到人们关注。其中,固态纳米孔具有几何结构简单,便于控制形貌等优点,受到人们的重视。由于其尺度较小的缘故,纳米孔中的流体性质及离子分布也与宏观情况下有较大差异,因此,拓展固态纳米孔在分析检测中的应用的同时,对其内部的传质特性进行研究,对于纳米孔平台的进一步发展有重要意义。对此,本研究构建了一系列功能化固态纳米孔,并将它们用于不同离子的检测,获得了较为满意的检测效果。同时,本研究利用有限元模拟对纳米孔中流体的传质特性及流动特性进行了仿真计算,并以此为依据对检测时参数进行了优化。另外,本研究通过引入傅里叶变换大振幅正弦伏安法,更进一步提高了固态纳米孔检测的灵敏度与选择性,并从等效电路模型的角度对其原理进行研究。本论文主要开展的工作及结果如下:1)基于二氢咪唑基团与钴离子存在较强相互作用,容易形成配合物的特点,制备了一种简单高效的二氢咪唑修饰的石英纳米管,用于检测溶液中痕量钴离子。利用激光拉制机制备锥形石英纳米孔道,并利用硅烷化反应在温和的条件下把二氢咪唑基团修饰到其内壁上,制备功能化纳米孔。其中,二氢咪唑基团与钴离子的络合作用较大程度地改变了纳米孔内壁的电负性与亲水性,从而使其离子电流整流特性发生改变。利用离子电流整流特性的变化,成功地实现了水溶液中痕量钴离子的检测。该方法在钴离子的检测中,有相对较广泛的线性范围（20 f M到0.20 m M）,检出限低至0.94 f M。同时我们将该方法应用于自来水中进行钴离子的测定,回收率在96.03%到100.2%之间。2)在上述工作的基础上,制备了一种烯丙基修饰的石英纳米管,用于检测溶液中的痕量重铬酸根离子。利用硅烷化反应将烯丙基修饰到石英纳米孔道内表面,形成烯丙基修饰的功能化纳米孔,并将该纳米孔用于检测溶液中重铬酸根离子,利用重铬酸根加入前后离子电流整流特性的变化来对重铬酸根进行高灵敏、高选择性分析。利用优化后的实验条件,测得其检出限低至0.13 f M,线性范围为0.39 f M到0.10 m M。同时,利用该传感器应用于自来水中重铬酸根离子的测定,加标回收率为82.02%到90.26%之间,结果与加标值吻合得较好。3)针对阻抗脉冲法在定性时效率较低的问题,我们将傅里叶变换大振幅伏安法与纳米孔系统联用,利用响应电流各次谐波的性质及基频信号的规律,以提高阻抗脉冲法对尺寸相似的不同纳米粒子的检测效率。纳米孔两端施加的激发信号改为大振幅高频率的正弦电压,并利用响应电流中基频的相角变化来实现几何形状相似的二氧化硅、金、银三种纳米粒子的高选择性检测。并从等效电路的角度上对该现象的本质进行了研究。最后将该方法应用于实际中对两种不同癌细胞的高选择性检测。