目的本研究以光子晶体为传感平台,以血液中的钙离子(Ca²⁺)作为检测目标物,结合贵金属纳米颗粒和生物识别技术,构建了一种简便、快速且灵敏的技术,可应用于流行病学调查中的大样本快速采集。方法1、合成粒径均一、形状规则的二氧化硅（SiO₂）纳米微球,并利用不同还原剂和保护剂合成了尺寸不同的金纳米颗粒。对SiO₂微球进行表面氨基改性,通过静电吸附作用为其修饰不同尺寸的金纳米颗粒（AuNPs）,将修饰完毕的产物在恒定的温度湿度环境下进行垂直沉降自组装,堆垒制备成复合型蛋白石光子晶体材料,与传统的蛋白石光子晶体材料相比,这种复合型材料的性能有显著提高,而且应用领域也更加广泛。2、蛋白石光子晶体的有序排列决定其具有的反射光谱特征峰强度,因此如果其紧密堆积的六面心结构遭到破坏,反射光谱将发生改变,根据这一性质,我们利用复合型光子晶体材料表面连接的AuNPs具有负电性,将对Ca²⁺有特异性识别作用的蛋白质（豚鼠肝脏转谷氨酰胺酶）修饰在光子晶体材料上,当Ca²⁺与其结合后,该蛋白质的空间构象会发生改变,进而使光子晶体晶格间距改变,导致光子晶体材料的反射峰发生下降,达到检测目的。结果1、通过精确控制反应过程中加入氨水的量以及反应时间,成功制备了规则的球形SiO₂纳米微粒,利用四因素三水平正交试验优化反应条件,得到了粒径在280nm左右的SiO₂微球。利用柠檬酸钠还原法制备AuNPs,通过应用不同的保护剂,得到13nm左右和3⁵nm的AuNPs。2、利用硅烷偶联剂APTES对SiO₂微球进行表面氨基改性。由于静电吸附作用,AuNPs可以均匀的修饰在其表面,并将产物堆垒成光子晶体材料,根据制备出的光子晶体材料的反射光谱,利用两因素四水平析因实验以及两因素两水平析因实验优化反应条件,最终选择了使用硼氢化钠-柠檬酸钠制得的AuNPs以体积比为1:1的量修饰氨基改性后的SiO₂微球来制备复合型光子晶体。3、通过对条件的优化,选择了豚鼠肝脏转谷氨酰胺（TG酶）以1.25mg/mL的浓度修饰复合型光子晶体,在检测环境为pH=7.4左右的情况下,检测Ca²⁺,得到的工作曲线为y=-0.315+109.86x,R²=0.9885,检测范围为0.08².56mmol/L,于室温或4°C环境中保存为最佳保存条件,经统计学分析该传感器的检测结果与现行试剂盒结果无区别。结论光子晶体传感技术中具有原材料合成简单,传感器响应迅速,结果读出简洁明了等优势,很大程度上提高了钙离子检测的效率,还可以与多种其他技术相结合,在环境监测、食品药品安全、辅助诊断等领域具有很大潜力。