近来,纳米材料因其独特的电学和化学性质,在多个领域吸引了人们越来越多的注意。当物质的结构单位小到纳米数量级以后,物质的性质就会产生突变,这种突变具有既不同于原来组成的原子、分子,也不同于宏观物质的特殊性能。当把纳米材料作为电极修饰材料时,以其敏锐的电活性,它能加速电化学反应的电子传递速率。碳包镍纳米粒子是一种由数层石墨层在外紧密环绕,核心为纳米镍颗粒的类洋葱结构,它能为电化学反应提供大的表面积和优良的电子传导性能。碳包镍纳米粒子修饰电极能为蛋白质的研究提供快速的电流响应、低检测限、高灵敏度以及对底物分子很好的亲和性。　　 本论文的具体内容包括以下几个方面:　　 (1)芦丁在碳包镍纳米粒子修饰电极上的电化学分析及其与牛血清白蛋白相互作用的研究采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了芦丁(Rutin)在碳包镍修饰玻碳电极(Cni/GCE)上的电化学性质及其与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。对影响该修饰电极电流大小的主要条件如底液的pH值、富集电位和富集时间等进行了优化。观察到Rutin在Cni/GCE上有一对准可逆的氧化还原峰,其峰电流随着Rutin浓度的增加而增加,并且在两段线性范围内与峰电流成线性关系:2.00×10-9～2.12×10-7M和2.12×10-7～1.72×10-6M,检测限低至6.00×10-10M,表明该电极可以用于Rutin的痕量测定。当向Rutin溶液中加入BSA时,Rutin的氧化还原峰电流随着BSA浓度的增加而减小,表明Rutin与BSA发生了相互作用,在电极表面生成了一种蛋白质复合物。采用电化学方法和荧光法计算了它们相互作用的结合常数和结合位点数,两方法的计算结果基本吻合。　　 (2)基于碳包镍纳米粒子-壳聚糖复合膜的新型酪氨酸酶生物传感器的研制构建了一个基于壳聚糖(CS)-Cni纳米复合物膜的酪氨酸酶(Tyr)生物传感器,并用于酚类化合物的定量测定。Tyr能在氧气存在的条件下,催化苯酚成邻苯二酚,然后进一步催化邻苯二酚生成邻苯二醌,生成的邻苯二醌能在没有电子媒介体的情况下,直接在电极上被还原成邻苯二酚。用扫描电镜和交流阻抗对Tyr-CS-Cni复合膜进行了表征。在pH6.5的磷酸缓冲溶液(PBS)中、-0.2V的工作电位下,邻苯二酚在浓度为2.50×10-10～2.67×10-5M的范围内与传感器的响应电流呈现很好的线性关系,检测限低至8.33×10-11M。该传感器对酚类化合物,如对甲基苯酚、间甲基苯酚和苯酚都表现出响应快速、重现性和稳定性良好等特点。　　 (3)基于硼杂碳包镍纳米粒子-壳聚糖复合膜的葡萄糖氧化酶的直接电化学和分析应用将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在CS-硼杂碳包镍(BCNi)复合膜修饰电极上,制备了定量测定葡萄糖的生物电化学传感器。用扫描电镜对GOD-CS-BCNi膜进行了表征,该膜有利于酶的固定,并能最大限度地保持酶的生物活性。采用循环伏安法和计时-安培法研究了GOD的直接电化学及其对葡萄糖的电催化作用。结果表明,GOD在该修饰电极上表现出一对稳定、准可逆的氧化还原峰,同时,该电极的响应电流与葡萄糖浓度在2.50×10-5～1.19×10-3M范围内呈现良好的线性关系,检测限为8.33×10-66M。该传感器对葡萄糖的测定表现出响应快速、亲和性高、重现性和稳定性好等特点。