硼酸及其衍生物是一类对刺激物有响应的智能型材料,能与阴离子发生亲核反应,通过几何结构变化进行阴离子识别,或与二醇共价结合形成稳定的硼酸环酯,其物理化学性能随生物体系内部或外部条件的变化而发生相应的改变。当与电化学探针或荧光探针联用后,通过响应信号的改变,能实现对阴离子或二醇类目标物的检测,由该原理形成的生物传感器在电化学和荧光方面得到广泛研究应用。本论文的工作以3-氨基苯硼酸为基础,分别用电化学及荧光技术为主要检测手段,研制了三种基于苯硼酸-二醇特异性识别原理的生物传感器。具体的研究工作包括以下几个部分：1.基于苯硼酸-二醇特异性的对葡萄糖有响应的pH开关型生物电催化传感器在金电极的Au-S键作用下,利用苯硼酸对葡萄糖氧化酶表面多糖残基的特异性识别,以及葡萄糖氧化酶对葡萄糖的催化效应,设计了在不同pH下有不同电化学行为的生物电催化传感器。在一定的pH范围内,该传感器工作原理类似于pH开关,以铁氰化钾为电活性探针,当处于“开”状态时,目标物葡萄糖的存在会产生一个放大的响应电流,检测限达到348 nmol L-1,且动力学范围延伸至50 μmol L-1。该pH开关型生物电催化传感器可用于实际血样的有效检测。2.苯硼酸修饰的硅包荧光纳米颗粒对乳腺癌细胞MCF-7的结合成像检测乳腺癌细胞MCF-7唾液酸过表达,而苯硼酸对唾液酸有特异性识别,利用金纳米颗粒吸附荧光染料罗丹明B,并用二氧化硅包覆,防止染料泄露的同时又保证了荧光特性,在硅层表面进行3-氨基苯硼酸功能化后,能识别乳腺癌细胞,并对其进行结合定位,包覆的荧光染料作为荧光探针,进行荧光成像。该分析技术有望于成为苯硼酸修饰的传感器检测癌细胞的一种新方法,能够直接应用于体外早期乳腺癌诊断。3.苯硼酸修饰的溶菌酶-金纳米团聚体对血样中多巴胺的荧光检测蛋白质在高pH值下有较强还原能力,利用溶菌酶还原氯金酸,得到具有较强荧光的溶菌酶-金纳米团聚体,并设计与苯硼酸结合,通过苯硼酸对邻二醇多巴胺的特异性识别形成硼酸环酯,而多巴胺的氧化性能破坏荧光团结构,发生猝灭。利用该性质,对多巴胺进行荧光检测,检测限达到0.72μmol L-1,动力延伸范围达到30μmol L-1。用标准加入法检测实际人体血液,结果满意。