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生物传感器是指利用生物化学和电化学反应原理,用固定化的生物材料(酶、抗原、抗体、激素、DNA、RNA)或生物体本身(细胞、细胞器、组织)作为敏感元件,将生化反应信号转化为电信号,通过对电信号进行放大和模数转换,测量出被检测物质及其浓度的装置。生物传感器能够实现连续、快速、现场、在线活体检测与分析,并且还具有便携性、可行性、特异性、简便性、灵敏性、高效性、低成本等优点已广泛应用于环境监测与控制、生物制药与临床医学、食品安全与生物发酵等相关领域。如何改进其性能是研究工作者近年来的努力方向,基于此,本论文主要研究了不同纳米材料在基于聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)-抗坏血酸氧化酶(AO)生物传感器中的构建及应用,制备出了性能更加优良的抗坏血酸(AA)生物传感器。主要研究内容包括三部分：基于多壁碳纳米管(MWCNTs)-PEDOT-AO的AA生物传感器；基于单壁纳米管(SWCNT)-PEDOT/AO/聚四氟乙烯(nafion)的AA生物传感器；基于金纳米颗粒(AuNPs)-PEDOT-AO的AA生物传感器。具体内容如下：(1)利用电化学聚合方法制备出MWCNTs-PEDOT纳米复合物膜,并深入研究了MWCNTs对复合物膜的电化学性质和形态结构的影响。我们发现MWCNTs的引入可以明显提高PEDOT的电化学活性和机械稳定性,并使膜的形态结构发生巨大变化,由光滑、致密、规则的结构改变为不规则的三维网状结构。随后我们将AO通过一步电化学包埋法固定在MWCNTs-PEDOT纳米复合物膜中构建出MWCNTs-PEDOT-AO生物传感器,并首次对AA成功进行了检测。该生物传感器在0.05mmol L-1～20mmol L-1AA底物范围内展现出了较好的线性关系(相关系数R为0.99；信噪比约为3),响应时间约为20s,检出限为15μmol L-1,灵敏度为23.95mAM-1cm-2。与先前的PEDOT-AO生物传感器相比,MWCNTs明显改善了生物传感器的性能。然而,响应时间和灵敏度等性能指标仍需改善。(2)采用了一种简单有效的方法制备出三明治型SWCNT-PEDOT/AO/nafion生物传感器。首先将SWCNT-PEDOT修饰在铂盘电极表面,然后将AO滴加SWCNT-PEDOT纳米复合物膜上。最外面一层为防止酶分子脱落的nafion溶液。随后我们成功对AA进行了检测。我们发现这种生物传感器的性能要明显优于PEDOT-AO和MWCNTs-PEDOT-AO生物传感器。SWCNT-PEDOT/AO/nafion生物传感器在1μmolL-1～18mmol L-1AA范围内展现出了非常好的线性关系(相关系数R为0.9974；信噪比约为3),响应时间低于10s,检出限为0.7μmol L-1。灵敏度为28.5mA M-1cm-2。与先前的工作相比,响应时间、灵敏度和检出限等重要性能指标均明显改善提高,操作稳定性和保存稳定性也显著提高。这可能归功于特殊的三明治型构建方法。当然SWCNT-PEDOT纳米复合物膜及nafion膜在改善生物传感器性能方面也起着非常重要的作用。综上所述SWCNT-PEDOT/AO/nafion是一个良好的生物传感器构建平台。(3)我们用氯金酸还原法成功制备出直径约10nm的AuNPs.随后我们用电化学聚合方法将AuNPs掺杂到PEDOT膜中制备出AuNPs-PEDOT纳米复合物膜并进行了表征。实验发现AuNPs可以明显促进电子在PEDOT膜中的传递,这对提高生物传感器的性能是非常重要的。通过对不同AA浓度的样品检测,我们发现AuNPs-PEDOT-AO生物传感器有着不错的检测性能。它在1μmol L-1～1.5mmol L-1范围内展现出了非常好的线性关系(相关系数R为0.9979；信噪比约为3),响应时间低于15s,检出限为1μmol L-1,灵敏度为48.85mA M-1cm-2。同时也有着非常理想的保存稳定性和抗干扰能力。通过分析比较,我们发现AuNPs-PEDOT-AO生物传感器的检测灵敏度明显高于先前的其它生物传感器。这可能是由于AuNPs较高的比表面积和强吸附性的缘故。此外,在这一部分内容中我们还详细讨论了生物传感器的检测机制。这为生物传感器在下一步的实际应用中奠定了基础。