糖尿病（Diabetes）是一种代谢紊乱综合症，是世界公共健康问题。患病率在全球以惊人速度增加的糖尿病仍然是受到人们日益关注的疾病。该疾病是导致世界上死亡和残疾的主要原因之一。糖尿病一旦控制不好会引起多种并发症。这些并发症通过严格的控制个人血糖浓度水平是能够被大大地减少发病的程度，甚至不发病。因此，严格监测血糖水平对糖尿病的诊断和管理密不可分，它的检测具有重要的临床意义。时至今，葡萄糖传感器已经经历了基于酶的和非酶的传感器的发展。虽然基于酶的葡萄糖传感器经历了三代的演变发展，但是它们都摆脱不了酶所固有的不稳定性的缺点。此外，酶的应用还受其他条件的制约，如pH、温度、湿度和对氧气的依赖性等。加之，酶的昂贵价格，使得传感器始终面临着构建成本的问题。基于以上因素，非酶葡萄糖传感器的研究受到了极大的关注。为了发展灵敏的非酶葡萄糖传感器，已有大量文献报道了已经探索的一系列各种金属和金属氧化物、双金属纳米材料或者合金、以及金属/金属氧化物-碳纳米管复合材料也已提出。尽管粒径大的材料和纳米尺度的材料都已经用于探索电催化葡萄糖的氧化作用，但是纳米结构的金属氧化物带或不带其他掺杂物质（如贵金属或导电金属氧化物）在非酶葡萄糖的检测方面还没有被系统地研究。一般认为纳米尺度的金属氧化物的性质不同于块体材料，这是由于纳米材料非常小的尺寸，大的表面积与体积比，更大程度的结晶度和德拜长度（λD）的原因。因此推测，纳米结构的金属氧化物或者金属氧化物复合材料，大大提高了灵敏度和/或者选择性，并且在电化学传感器的应用上（如葡萄糖的检测）也可能最大限度的减少毒性中间体的吸附，这将在本论文中进行证明。本研究以基于铜/氧化铜的纳米材料构建非酶葡萄糖传感器，并应用这种传感器在碱性条件和中性条件下均成功实现了对葡萄糖的检测，有望成为在医疗诊断、生物过程和食品工业方面具有潜在应用的理想材料。开展主要研究工作如下：（1）由一种简易、尺寸可控的湿化学法合成一种能实现超灵敏的和选择性好的非酶葡萄糖传感器的Cu纳米线（CuNWs）催化剂。对所制备的CuNWs的形态、结晶度和表面性质分别通过SEM、XRD和XPS等手段进行表征。结果表明，CuNWs粒度分布均匀，并具有大的比表面积（＞200）。CuNWs对葡萄糖的电氧化反应作用的电化学性质通过循环伏安法进行了充分研究。其优越的导电性和突出的催化性能，对葡萄糖的计时安培检测，由CuNWs修饰的玻碳电极展现出非凡的检测限（可低至35nM（S/N=3）），和伴随优良灵敏度（420.3μAcm-2mM-1）的宽泛的动态范围（线性响应可达3mM）。灵敏度比对照电极高出10,000多倍。所开发的葡萄糖传感器的性能也不受氧气的制约和氯离子的毒化。此外，在干扰物的正常生理水平的浓度下，来自尿酸（UA）、抗坏血酸（AA）、醋氨酚（AP）、果糖和蔗糖的干扰可以忽略不计，证明了CuNWs修饰的玻碳电极的优异的选择性。最后，对人血清样本中葡萄糖浓度的定量检测的准确度好和精密度高，意味着CuNWs在发展具有灵敏性和选择性的非酶葡萄糖传感器的成功应用。（2）以CuNWs和单壁碳钠米管（SWCNTs）组成的电催化剂构建成的一种新杂交复合材料为研究对象，进一步研究纳米结构的CuNWs掺杂其他物质在非酶葡萄糖的传感检测方面的应用。通过SEM、EDX和XRD分别对所制备的CuNWs-SWCNTs杂交复合材料的形态、化学组成和晶体结构进行了表征。通过循环伏安法研究了CuNWs-SWCNTs对葡萄糖电氧化反应的电催化性能，并且观察到由于CuNWs与SWCNTs之间的协同效应所增强的电化学性能。杂交复合材料对葡萄糖监测的进一步应用展现出其对血糖检测的宽泛的动态范围（89nM的检测限（S/N=3）），极好的灵敏度(637.3μAcm^-2mM^-1)以及对常规干扰物的良好的选择性。这些结果表明，CuNWs-SWCNTs杂交复合材料在多种应用中，是一种很有前途的材料。（3）基于金属铜表面易被氧化成氧化铜，故进一步研究了氧化铜（CuO）纳米材料对检测葡萄糖的应用，并探究了分别在最大电流响应的峰电位和初始氧化过程的电位下的检测响应。CuO纳米线（CuONWs）由一个简易的反应过程制得。在CuNWs的合成方法基础上，直接将CuNWs进行高温锻烧即得CuONWs。SEM和TEM用以表征所制备的CuONWs的形态、表面性质和晶体结构。此外，XRD研究了黑色终产物的成分组成。用CuONWs构建的非酶传感器在0.05MNaOH溶液中对葡萄糖的检测表现出极好的电化学性能。该传感器在两个不同的工作电位下对葡萄糖均表现出快速的检测响应（＜5s）和宽泛的动态范围(在+0.55V工作电位下，灵敏度为556.2μA·cm^-2·mM^-1（R2=0.995）；在+0.3V工作电位下，灵敏度为107.2μA·cm^-2·mM^-1（R2=0.984）)。Langmuir等温吸附理论用于拟合校准曲线。在+0.55V的峰电位下对CuONWs促进的葡萄糖的氧化反应机制和对AA、UA和AP的良好的选择性也进行了研究。此外，来自生理浓度水平的果糖和蔗糖的干扰微不足道，进一步证明了CuONWs优良的选择性。这些结果证明，CuONWs在用于葡萄糖非酶检测的具有灵敏性和选择性的传感器的发展具有巨大的潜在应用。（4）探索了基于铜的纳米材料在中性条件下对葡萄糖的非酶传感检测。参考一种大规模的回流合成技术合成了具有明确纳米结构的氧化铜纳米花材料（CuONFs）。用CuONFs构建的非酶葡萄糖传感器实现了在中性溶液中对葡萄糖及其他碳水化合物的检测。各种技术被用来表征CuONFs的结构和组成。SEM研究所制备材料的形态；XRD研究所得终产物的晶体结构；FTIR用以确认合成过程中硝酸铜向氧化铜的完全转化。CuONFs对葡萄糖检测的电化学性能通过循环伏安法、电化学阻抗谱法和差分脉冲伏安法进行研究。研究结果显示，CuONFs对葡萄糖的检测表现出较宽的线性响应范围（可至10mM（R2=0.997）），以及良好的选择性（对干扰物UA和AA）。CuONFs所增强的传感性能也体现在对其他碳水化合物的检测上。这些结果表明CuONFs在生物传感器的发展向生理条件下对非酶碳水化合物的检测的潜在适用性。