近年来,构建无电子媒介物的直接电化学酶传感器-第三代酶传感器和高灵敏电化学免疫传感器引起了人们的浓厚兴趣。直接电化学酶传感器的构建方法一般是将酶采取化学修饰或连接到预先用电子媒介聚合物修饰的电极上。然而,常见的电子媒介体存在电子传导效率低、易于溶解泄露等问题。随着纳米材料及其制备技术的快速发展,许多性能优良的纳米材料被广泛用于电化学传感器领域的研究。金纳米颗粒(GNP)作为一种优良的纳米材料,能为酶与电极之间提供一种电子通道和适宜的微反应环境;碳纳米管(CNT)作为另一类高品质的纳米材料,具有独特结构和奇异电化学催化特性;为发展新型直接电化学酶传感器提供了可能性。此外,将抗原/抗体之间结合所产生的电化学信号进行放大在制备高灵敏电化学免疫传感器方面具有相当重要的意义。本论文首先通过在电极表面电聚合硫堇,以此作为功能膜基质组装纳米金颗粒与羧基化碳纳米管复合材料,借助聚硫堇(PTH)膜的高电子传递性能以及两种纳米材料的协同效应,发展了一种新的直接电化学传感平台的构建方法,并分别用于制备电流型酶传感器和酶免疫传感器(第2、3章);然后,利用纳米多孔金界面的高效固定化性能,并结合生物素-亲和素系统(BAS)和酶催化底物沉淀两种信号放大手段,发展了一种高灵敏的阻抗型免疫传感器(第4章)。具体内容如下:(1)在第2章,采用电聚合手段在玻碳电极(GCE)表面制备PTH基质膜,以碳二亚胺(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)活化CNT上经酸处理后获得的羧基,然后将其与GNP按一定比例混合,滴加于PTH修饰的电极表面,借硫堇膜上富含的氨基基团实现对二元纳米复合材料的化学组装,发展一种稳健的PTH-CNT-GNP传感界面,用于固定辣根过氧化物酶(HRP)。结果表明,这种复合纳米材料不仅增加了酶的固定化效率,而且加快了酶促反应的电子传递速度。此外,对采用PTH-CNT-GNP界面的传感器的电子传导能力进行了电化学表征,并分别同单独应用CNT或GNP或戊二醛交联法的常规传感界面进行了比较。结果表明,通过采用纳米复合材料构建而成的酶传感器的分析灵敏度可提高3.5 ~ 14.0倍,同时该酶传感器还表现出良好的重现性和稳定性,检测H2O2的线性范围达5.0×10-6 ~ 7.0×10-3 mol/L。(2)在第3章,以上述传感界面固定免疫活性物质,发展了一种无电子媒介的酶免疫传感器。比较了电极分别采用CNT/GNP复合纳米材料和CNT(不引入GNP)界面的免疫传感性能,发现采用本界面的传感器较优。以人IgG免疫体系为例,采用此界面固定人IgG抗体于电极上,并以夹心方式识别人IgG抗原,并通过直接响应酶标二抗上酶催化H2O2的还原电流信号,实现了对样品中人IgG抗原浓度的灵敏测定。此外,采用甘氨酸-HCl缓冲液洗涤使用后的传感器,可有效解离电极表面的免疫复合物,从而实现传感器的重复使用。