生物传感器（Biosensor）是一种对物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。其是由生物敏感材料作为识别元件，如酶、抗体、抗原、核酸等生物活性物质；电极、光敏管等被作为理化换能器；结合信号放大装置构成的分析工具或系统。本研究基于聚离子敏感膜离子选择性电极，同时将恒电流技术和恒电位技术相结合，构建电位型可逆生物传感器快速检测环境中的典型污染物。微囊藻毒素（Microcystin，简称MC）是藻类植物产生的一类天然环境毒素，其中MC-LR是较常见的一种。世界卫生组织规定饮用水中微囊藻毒素的含量不得高于1μg/L，该标准的实施对水源水的质量提出了更高的要求。为了确保水质保护人类健康，急需一种灵敏、快速、简单的分析方法来测量环境水质中低浓度的MCs。　　本研究构建了生物传感器，基于酶（PP1）抑制的方法对环境中的MC-LR进行快速检测。以对硝基磷酸酯作为酶促底物，MC-LR对蛋白磷酸酶具有不可逆的抑制作用，电位检测法对酶促反应产生的目标离子进行定量，达到间接检测MC-LR的目的。经设计使用聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）—聚（苯乙烯磺酸盐）作为固体接触离子选择性电极（ISE）生物传感器的传导层；通过施加阳极电流，将酶促反应产生的对硝基苯酚离子提取到含有四（4-氯苯基）硼酸四十二烷基铵的聚合物膜中以产生计时电位信号；施加受控电压将提取到膜中的目标离子排出，更新敏感膜电极使其可多次连续使用。该方法对MC-LR检测的线性响应范围是1-100μg/L，检测限为0.5μg/L(3σ)。该技术同样可以用于基于酶抑制方法的其他分析物的检测。近年来由于污染物种类和数量不断增加，因而要求分析方法具有较高的灵敏度，良好的选择性及快速的检测过程，发展适合快速监测环境污染物的化学传感器技术仍然是一项紧迫任务。为提高检测效率，扩大检测范围，我们在以上研究的基础上进行技术升级。设计更加通用、灵敏的平台，使用单个固体接触式离子选择性电极同时检测两个目标分子。在一系列周期性的恒电流作用下，没有使用离子交换剂的固体接触式离子选择性电极以高灵敏度、良好的选择性、快速可逆的方法同时检测两个带有相反电荷的离子，从而达到同时分析检测两个目标分子的目的。对生物识别元件与电位测量两种技术的结合，可以大范围、高灵敏、高选择性的检测不同靶标分子。本研究基于磁珠-酶形成“三明治夹心”结构构建电位传感器，用于同时检测致病细菌大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌的特异性核酸序列。在最佳条件下，以HRP酶和ALP酶作为酶促引发剂，以3,3,5,5-四甲基联苯胺和对硝基磷酸盐作为酶促反应底物，分别对酶促反应生成带有相反电荷的目标离子进行计时电位检测，达到间接检测两种细菌核酸序列的目的。大肠杆菌O157:H7和金黄色葡萄球菌核酸序列的检出限分别为1.15 pM和0.54 pM。这种基于ISE的电位计时检测技术，可以对两种或更多种分析物同时分析检测，大大增加对被测物的检测效率，将会成为具有较强吸引力的检测工具。