目的随着科学技术的不断发展,越来越多新型的检测技术随之涌现,然而高灵敏度、精密度的仪器对环境要求严苛且价格昂贵,大多数实验室无法满足需求,因此开发一种廉价、方便的检测技术意义重大。微生物传感器是以微生物作为识别原件,通过将微生物呼吸或代谢变化转化为电信号的一种生物传感器,其具有灵敏度高,操作简单等优点。本论文尝试将生物相容性优良的磁性纳米材料与微生物传感器相结合制备一种成本低,使用方便的检测技术,即通过将磁性铁材料（Fe₃O₄）与聚乙烯醇（PVA）混合制备Fe₃O₄/PVA,并将大肠杆菌（E.coli）以包埋法固定在复合材料中,交联制得颗粒状的Fe₃O₄/PVA/E.coli生物复合材料,结合电化学技术,实现多领域生物检测的初步探索。方法本研究采用共沉淀法合成Fe₃O₄,应用傅里叶红外光谱仪、X衍射仪、扫描场电子显微镜对其进行表征。超声混匀Fe₃O₄和PVA,以E.coli作为生物原件,通过包埋法将其固定,以饱和硼酸交联后制得Fe₃O₄/PVA/E.coli复合材料。结合电化学检测技术,以铁氰化钾为媒介体负责转运微生物呼吸作用所产生的电子,通过检测被还原铁氰化钾再次于电极表面氧化所产生的电流变化来确定微生物的活性改变。通过单因素实验、正交试验分析筛选Fe₃O₄/PVA/E.coli复合生物材料的最佳制备条件,考察因素包括:复合颗粒交联时间、饱和硼酸p H、交联时间与材料机械稳定性的相关性,以及存储条件的影响等因素。优化制备的Fe₃O₄/PVA/E.coli被广泛应用于毒物、地表水、农药残留和抗生素的生物检测。结果（1）采用共沉淀法制备的Fe₃O₄纳米粒子为亮黑色类球形,有团聚现象,纯度较高符合实验条件的要求。（2）当Fe₃O₄采用2g/L饱和悬浊液,PVA浓度为6%,固定化E.coli在600 nm处的光密度值(OD₆₀₀)为14时制成的Fe₃O₄/PVA/E.coli生物复合材料的活性最高。通过正交试验分析和单因素试验的全面考察,获得制备Fe₃O₄/PVA/E.coli的最佳条件分别为:最佳p H为饱和硼酸溶液（3.48）;最佳交联时间1h,此时制备的Fe₃O₄/PVA/E.coli不仅机械强度好（成球破碎率为0）,而且于4℃冷藏储存30天后的生物活性高达77.7%。（3）选择最优条件下制备的球形Fe₃O₄/PVA/E.coli复合材料应用于多领域的生物检测。常规毒物（DCP）对其达到50%抑制率(IC₅₀)时的浓度为30.32 mg/L;随机取样获得的城市地表水对Fe₃O₄/PVA/E.coli活性抑制率高达28.3%;水样中加入氯氰菊酯和溴氰菊酯,当母液稀释倍数分别为3659倍、272倍时其生物抑制率达到50%,相对应的有效成分含量分别为0.012‰、0.092‰;在对庆大霉素和阿米卡星进行有效性测试时,抑制率均为负值。结论本实验利用共沉淀法成功合成了类球形Fe₃O₄纳米材料,并用于Fe₃O₄/PVA/E.coli生物复合材料的制备,结果表明该材料适用于常规毒物和水质毒性监测及检测,但对于药敏领域仍需要进一步探索。结合了Fe₃O₄/PVA/E.coli制备简单,原材料价格低廉,具有较长的存储周期以及电化学检测方法自身特有的快速、简单、便携的优势,本研究所发展的基于Fe₃O₄/PVA/E.coli的电化学传感在化学品毒性评估、水环境现场检测及污染预警领域均有一定的应用潜力。