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全血直接检测中的传感器电极表面的生物污染是制约生物医学检测的关键科学问题之一。现有生物传感器在血液中直接应用时,因电极表面与血液直接接触时,容易发生生物污垢而导致传感器电化学响应严重受损,以至于不能满足医疗需求。本论文在分子水平和微纳米尺度上设计并可控合成特定的具有良好抗凝血性能的高分子微纳米材料；研究抗凝血高分子微纳米材料抑制血液成分在电极表面形成生物污垢的普适机制,以及其对所固定生物分子的生物相容性效应,并通过血液特定成分检测试验,对此类表面构建具有良好抗生物污垢性能的高分子微纳米材料的新型生物传感器在全血情况下的电化学性能进行系统的测试与分析。本论文以抗生物污垢高分子微纳米材料的设计与可控制备为主导,以可直接应用于全血样品成分检测的纳米电化学生物传感器的制备为目标,为进一步推动生物医学检测技术的发展进行基础理论研究。主要内容如下：1.通过一步相分离法合成了聚氨酯-Pluronic F127纳米粒子(PU-F127NPs),表征了纳米粒子的形貌、粒径以及组成。并对PU-F127NPs的抗生物污垢性能和蛋白相容性分别作了评价,结果显示PU-F127NPs具有良好的抗生物污垢性能,同时能很好地保持葡萄糖氧化酶(GOx)的活性。将制备的PU-F127NPs修饰到GCE表面,再固定上GOx从而制备出一种新颖的GOx/(PU-F127)/GCE葡萄糖生物传感器,并对这种生物传感器的电化学性能进行研究。进一步将该生物传感器应用到全血中对血液中的葡萄糖进行检测,检测结果表明该生物传感器具有抗生物污垢性能,检测线性范围宽,检测灵敏度良好,同时具有很好的特异性、稳定性和准确性。2.合成了聚吡咯-Pluronic F127纳米粒子(PPy-F127NPs),并对其进行表征。同时评价了PPy-F127NPs的抗生物污垢性能和蛋白相容性。实验结果显示PPy-F127NPs具有良好的抗生物污垢性能。将制备好的PPy-F127NPs修饰到GCE表面,再固定上GOx从而制备出一种新颖的GOx/(PPy-F127)/APTES/GCE葡萄糖生物传感器,并对这种生物传感器的电化学性能进行研究,同时将该生物传感器应用到全血中对血液中的葡萄糖进行检测,检测结果表明该生物传感器具有抗生物污垢性能,检测线性范围宽(0.2-20mM),检测灵敏度良好,同时具有很好的特异性、稳定性和准确性,这些结果均说明了GOx/(PPy-F127)/APTES/GCE生物传感器具有潜在的临床应用价值。3.采用丁二酸酐对超支化聚酯(HBPE)的末端进行接枝改性,得到了羧基化超支化聚酯(HBPE-CANPs),使其从原来的脂溶性高分子变成了水溶性高分子。表征了HBPE-CA NPs的性质。由于HBPE-CA NPs具有活性官能团多,血液相容性良好以及较好的抗生物污垢性能,将其修饰到电极表面,并进一步和凝血酶适配体(TBA)进行结合构建了一种新型的电化学适体传感器。将该适体传感器应用到全血中进行凝血酶的检测,具有宽的线性范围(10fM-100nM)、较低的检测限(0.90fM)、良好的重复性、稳定性、准确性,同时能够实现全血中的凝血酶的灵敏检测。4.将羧基化超支化聚酯(HBPE-CA NPs)通过静电结合到电沉积了CS-Au的电极表面,并将其与全血孵化后评价其表面抗生物污垢性能。进一步在表面接枝了癌胚抗体(anti-CEA),构建了一种新型的电化学免疫传感器,对其电化学性能进行评价,同时将其应用到全血中进行癌胚抗原(CEA)的检测。检测结果表明该免疫传感器能应用于全血中CEA的检测,检测线性范围宽(1fg·mL-1-107fg·mL-1),检测限较低(0.251fg·mL-1),同时具有很好的特异性、稳定性和准确性,这些均说明了该免疫传感器有潜在的临床应用价值。5.合成了聚吡咯-Pluronic F127-金纳米粒子(PPy-F127-Au NPs),对纳米粒子的形貌、粒径和组成进行了分析检测。并对PPy-F127-Au NPs的细胞毒性和抗生物污垢性能作了评价,结果显示PPy-F127-Au NPs具有良好的细胞相容性和抗生物污垢性能。将制备的PPy-F127-Au NPs修饰到GCE表面,再固定上KH1C12适体,发展了一种电化学细胞传感器用于白血病细胞(HL-60)的定量检测。该细胞传感器在复杂的血液环境中也能得到较宽的检测范围(1.0×102to1.0×106cells·mL-1)和较低的检测限(89cells·mL-1),受环境干扰作用的影响很小。同时在修饰PPy-F127-Au NPs的电极表面固定不同的适体,能够特异性检测可与之特异性结合的其他细胞,该方法有望进一步发展成为新型的细胞检测技术,为监测肿瘤及其它疾病进程中的细胞提供了重要工具。