狄拉克纳米材料是指含有狄拉克位点的一类特殊材料。材料中的一些特定位置的电子可形成一种无有效质量的电子气，必须用狄拉克方程予以描述。石墨烯和拓扑绝缘体均属于此类材料。由于其特殊的能带结构，狄拉克材料会表现出十分新奇的特性，在近年来引起了科学家们的广泛关注。本文首先探究了狄拉克纳米材料在电分析中，尤其是在电化学传感器中的应用。论文的主要研究工作有：1.根据相关文献制备出高质量石墨烯，设计一款三明治结构生物传感器。在清理好的玻碳电极表面滴涂上一层石墨烯水溶液，干燥后采用单电位阶跃的方法电镀上一层对过氧化氢敏感的普鲁士蓝膜，再在其上滴涂上Nafion-石墨烯溶液，干燥后形成既可以保护普鲁士蓝膜又不影响电极导电性的Nafion-石墨烯膜。实验结果表明石墨烯的引入有助于普鲁士蓝膜的电沉积，同时该结构传感器对过氧化氢具有较好的电化学传感能力和稳定性。其后又于普鲁士蓝表面引入葡萄糖氧化酶构建出葡萄糖传感器。该传感器灵敏度较高、稳定性好、抗干扰能力强、可用于实际血清样品分析。2.采用共电沉积技术制备出一种普鲁士蓝/拓扑绝缘体Bi2Se3杂化膜。拓扑绝缘体Bi2Se3自身表面金属态、体态绝缘体的性质有助于合成出更小尺寸和更致密的普鲁士蓝纳米颗粒。此杂化膜中的普鲁士蓝纳米颗粒随着底液pH的提升，甚至在pH8.0的碱性溶液中都可以保持较高的稳定性。这种新奇的膜具有较高的电子转移速率常数，对H2O2可以实现灵敏检测，具有低的检测限。随后，采用在杂化膜表面滴涂壳聚糖-葡萄糖氧化酶溶液的方式构建了安培法葡萄糖生物传感器。经过对此传感器的考察，发现该传感器对葡萄糖的检测效果良好，能够实现人血清样品的准确测定。其次，为突破传统光谱电化学方法的局限性，在获取电极表面成像信息的同时不缺失光谱信息，实现图谱的同时解析，设计并加工制作出一种适用于电化学显微反射光谱成像系统的电化学接口（电化学池及配套使用的三电极系统，如固体参比电极等），配合搭建电化学反射光谱成像分析系统。在该系统上，以比较成熟的金电极电沉积普鲁士蓝过程进行研究，分别建立普鲁士蓝电沉积过程的实时时间分辨、空间分辨和电位分辨的显微电化学反射光谱成像分析方法。实验结果表明，该系统可获得400nm到1000nm范围（近紫外，可见到近红外范围）的光谱，光谱部分性能良好，成像部分仍需加强。