在21世纪,纳米材料与电化学生物传感器结合已经成为分析化学的一个研究热点,特别是碳纳米管及其复合材料作为新的修饰材料是化学修饰电极新的发展方向。碳纳米管由于其独特的结构及优良的力学、电学和化学等性能,呈现出广阔的应用前景,吸引了材料、物理、电子、化学等领域众多科学家的极大关注,成为国际新材料领域的研究前沿。碳纳米管由于具有较大的比表面积和较高的电子传递速率,广泛用于电化学研究,碳纳米管修饰电极具有选择性高、分析速度快、操作简易和价格低廉等特点,对于建立新的高灵敏度、高选择性的分析方法有重要意义。本论文的工作主要集中在纳米技术与生物电分析化学相结合最活跃的研究领域—新型纳米材料修饰电化学传感器的研制。具体研究工作如下:1.纳米复合物修饰电极的电化学传感器检测芦丁研制了纳米复合物修饰电极,碳纳米管与表面含有大量氨基的壳聚糖在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米Au的强静电吸附,在已修饰了碳纳米管的玻碳电极表面获得均匀致密的纳米金修饰层。这种基于纳米复合材料制备的新型电化学传感器对芦丁具有很好的响应,可以快速地实现电极与芦丁之间的直接电子转移,有良好的稳定性。芦丁的测定线性范围为4.00×10-7～1.77×10-5 mol/L,最低检测限为1.29×10-7 mol/L。由于抗坏血酸在该修饰电极上的氧化电位出现显著负移,因此,可避免抗坏血酸对芦丁测定的干扰。该方法可以不经预分离直接检测药物中的芦丁含量。2.一种新型的灵敏的检测2,4-二氯苯酚的无媒介酪氨酸酶传感器的研制2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一种重要的有机农药,是农业中广泛使用的除草剂、杀菌剂和杀虫剂,因此检测环境中2,4-DCP以及研究其反应机理是十分有意义的。将酪氨酸酶固定于碳纳米管(MWNTs)和有机聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)共修饰的玻碳电极上制成层层修饰电极传感器。该传感器在富含O2的溶液中表现出对2,4-DCP具有灵敏的电化学响应。考察了对不同pH值、PDDA的吸附时间、酪氨酸酶的固定量以及MWNTs的用量等因素对传感器响应性能的影响。该生物传感器具有对2,4-DCP的响应快(少于7秒),稳定性好等优点。2,4-DCP的浓度在1.99×10-6 ~ 1.01×10-4 mol/L范围内与电极的响应电流有良好的线性关系,相关系数为0.997,检测极限为6.58×10-7 mol/L。在2,4-DCP较低的浓度下,计算得到的米氏常数为6.63×10-5 mol/L。并用此方法检测了环境中的2,4-DCP含量。3.新型辣根过氧化物酶修饰电极的直接电化学行为研究利用预混合自组装的方法,将两种带有不同电荷的高分子聚合物阳离子聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐(PDDA)和高分子聚合物阴离子聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)之间的静电吸附把辣根过氧化物酶(HRP)修饰到玻碳电极表面, HRP可以直接的进行电子转移,构建了HRP活性生物酶膜。利用紫外-可见吸收光谱(UV- Vis)、循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱(EIS)及其它表征手段,对其成膜过程以及膜的生物催化活性等进行了全面研究。该传感器在不需要任何媒介体的条件下,对H2O2有很好的催化活性,H2O2的浓度在1.66×10-6到1.14×10-4 mol/L范围内与电流呈很好的线性关系,其回归方程为i = 2.85×10-7 + 0.0147c ( mol/L ),相关系数R=0.984,检测极限为9.76×10-7 mol/L (S/N= 3)。并对pH值、HRP和PSS的用量等实验条件进行了优化。该修饰电极响应灵敏,在10秒内就可达到稳态电流的95%,具有良好的选择性和稳定性。