本论文在修饰电极技术和分子印迹技术的基础上,利用新型的纳米复合材料,对某些生物小分子、蛋白大分子和药物分子的识别与检测进行了深入细致的研究。论文分两个部分展开,一部分通过修饰电极对生物和药物小分子进行分析检测；另一部分通过合成分子印迹材料对蛋白质大分子进行识别。生物体液中抗坏血酸、多巴胺、尿酸和色氨酸等生物小分子常常共存。 抗坏血酸又叫维生素C,具有抗氧化的作用,可以预防和治疗感冒、感染、精神病、败血症、癌症和艾滋病等。多巴胺含量不足易引发精神分裂症和帕金森氏症等精神疾病。尿酸不足易引发通风,高尿酸血症和莱施.奈恩二氏症等疾病。色氨酸是一种重要的氨基酸,作为营养剂,在维持人的体重和生长方面具有重要作用,而且色氨酸代谢不正常时还可能引起精神分裂症。普萘洛尔又叫心得安,是一种p受体阻断剂,可治疗心律失常、心绞痛、高血压等。因此,发展简单有效的方法来测定它们的含量具有非常重要的生物以及临床意义。由于电化学方法具有简单、灵敏、快速和成本低的优点受到了人们的关注。但是待测小分子在常规电极上往往具有很相近的氧化电位且其氧化产物会带来污染效应,选择性和重现性很差。因此我们采用新型纳米复合材料修饰电极,能够避免相互之间的干扰,且提高了响应信号和检测灵敏度,具有非常重要的理论和实际意义。论文的后半部分在分子印迹的基础上针对生物大分子的识别进行了探讨。生物大分子是构成生命的基础物质,它们在体内的运动和变化体现着重要的生命功能,所以对生物大分子的识别具有重要的生命意义。分子印迹技术是模拟自然界所存在的分子识别作用,如酶与底物、抗体与抗原等,以目标分子为模板合成具有特殊分子识别功能的印迹高分子聚合物的一种技术。传统方法制备的分子印迹材料外形不规则,粒径分布不均匀,且印迹位点很多都包埋在材料中,增加了传质阻力,从而使分子印迹技术的应用受到限制。表面分子印迹技术使得印迹位点位于材料的表面,材料颗粒均匀,更利于此技术在生物大分子方面的应用。论文的具体内容包括以下几个方面：第一章,阐述了该课题的理论和实际意义。对新型纳米材料、化学修饰电极和分子印迹技术的基本原理、研究现状、应用领域和发展前景做了详细的概述,阐述了生物分子和药物分子的研究意义,在此基础上提出了本论文的研究设想,即利用新型的纳米复合材料结合电化学方法和分子印迹技术,实现对生物和药物分子的识别与检测。第二章,盐酸普萘洛尔分子印迹电化学传感器的制备与研究：以盐酸普萘洛尔为目标模板分子,以多巴胺作为单体,通过电聚合的方法,在多壁碳纳米管修饰的玻碳电极表面制备了对目标分子有特异响应的分子印迹电化学传感器。利用扫描电子显微镜、循环伏安法和差示脉冲伏安法等对该传感器的表面形貌及性能进行了表征,并且优化了检测条件,研究了印迹传感器对模板分子及其结构类似物的选择性响应。结果表明,该传感器具有较好的选择性响应,而且碳纳米管的存在大大提高了该传感器的灵敏度。盐酸普萘洛尔的浓度在0.20 μmol/L-100 μmol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系,检测限为2.53×10-8 mo1/L(S/N=3).同时,该传感器还具有良好的稳定性和重现性。将这种方法应用于药片中盐酸普萘洛尔含量的测定,回收率为97.3～104.0%,通过与中国药典推荐的UV方法相比较,证实本方法是可信的。第三章,磁性蛋白质分子印迹聚合物的制备与应用：合成了BSA的磁性分子印迹聚合微球,对比了未包裹硅烷的磁球与包裹硅烷的磁球在分子印迹方面的不同。未包裹硅烷的磁球很难在表面印迹聚合,得到的是裸露磁球,在酸洗脱过程中也容易溶解。将四氧化三铁表面包覆硅烷后,既便于形成分子印迹聚合微球,又比较稳定,不会被洗脱剂溶解。这种分子印迹磁性微球既便于分离,又对目标蛋白具有一定的识别能力,在竞争实验中对模板蛋白质的吸附明显优于非模板分子。第四章,利用微流控芯片技术与分子印迹技术相结合,对蛋白分子识别与检测做了初步探索。实验思路如下：在芯片通道内制备分子印迹膜,用辣根过氧化物酶标记的蛋白分子占据识别位点,当溶液中有目标分子时,将替换固定在通道内的酶标记的分子,通过酶催化底物产生的电化学信号反映目标蛋白的量。第五章,多壁碳纳米管复合石墨烯用于抗坏血酸(AA)、多巴胺(DA)、尿酸(UA)和色氨酸(TRP)的同时检测研究：首先以分子筛MCM-22作为催化剂和模板,合成石墨烯(TGS),相对于化学还原法合成的石墨烯(RGS),模板法合成的石墨烯具有更大的比表面积和更强的导电性。多壁碳纳米管与石墨烯在超声条件下通过π-π堆积形成MWNTs/TGS复合物,此复合物修饰的玻碳电极可以同时检测AA、DA、UA和TRP。相比于MWNTs.TGS和MWNTs/RGS修饰的玻碳电极,MWNTs/TGS显示了更高的催化活性和更好的选择性。扫描电子显微镜、循环伏安法和差示脉冲伏安法等对该修饰电极的表面形貌及电化学性能进行了表征,并且优化了检测条件。在最佳条件下,同时检测AA、DA、UA和TRP的线性范围分别为0.1 mM～6 mM,0.3 μmol/L～10μmol/L,5μmol/L～100 μmol/L和0.3 mmo1/L～1 mmo1/L,5 μmo1/L～30μmol/L和60 μmo1/L～500μmo1/L,检测限分别是18.28μmo1/L,0.06 μmo1/L,0.93μmo1/L,0.87¨mo1/L(S/N=3).该修饰电极具有很好的稳定性和重现性,抗干扰能力也比较强。第六章,在玻碳电极表面通过修饰MnO2/GS/MWCNT复合材料成功构建了过氧化氢传感器,在无酶条件下,对过氧化氢具有较高的电催化活性。复合材料的优良性能有望应用于其他化学或生物检测中。第七章,对全文进行了总结,客观地评价了所取得的研究成果,总结了研究中存在的不足之处,并提出了后续的工作目标和研究思路。