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生物传感器作为一种新型的分析手段，具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在复杂体系中进行在线连续监测等优点，已被广泛应用于临床医学、环境监测、食品等领域。设计特定生物传感界面功能化材料并有机结合有效固定这些材料的固定化技术以赋予传感界面特定的功能，可以用于构建各类功能型的生物传感器。生物传感界面的构建既是制备性能优良的生物传感器的核心技术，同时也是生物传感器得以改进和开发的重要技术背景。因此本论文结合目前纳米材料在生物传感器构建中的应用热点，针对不同传感界面的特点，采用新型的生物传感界面功能化材料和固定化技术，构建了葡萄糖、胆碱电化学生物传感器和以分子印迹聚合物膜为敏感元件的生物传感器，并对于所构建的一系列生物传感器在生物分析中的应用进行了逐一的探索。本论文的主要研究内容如下：
（一）利用疏水蛋白HFBI的高表面活性以及能表面自组装成膜的特点，探索其对多壁碳纳米管的增溶效果，利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱仪(UV)对HFBI-MWNTs分散液进行表征，并利用扫描电子显微镜(SEM)、静态接触角测定(WCA)和电化学循环伏安扫描（CD)等技术手段对HFBI-MWNTs纳米复合薄膜修饰的界面进行表征。结果表明制备的HFBI-MWNTs复合物性质状态稳定；HFBI-MWNTs复合薄膜修饰的各种界面表现出了不同程度的亲水性改善；HFBI-MWNTs修饰的铂电极表现出了很好的电化学活性，电子传递速率加快，有效电活性面积增加，在电分析领域具有很好的应用前景；该制备方法简单有效，为碳管的非共价键功能化修饰提供了一个有效途径。
（二）利用HFBI和蛋白间相互作用力，在传感界面固定氧化还原酶，构建了新型葡萄糖传感器，利用SEM、TEM方法和电化学检测手段对HFBI-MWNTs-GOD修饰的电极进行表征，评价了所构建葡萄糖生物传感器的性能指标，结果表明：制备的HFBI-MWNTs-GOD/Pt电极对0.025～2.15 mM范围内葡萄糖具有良好的线性，灵敏度115.96μA·mM-1 cm-2，相关系数为0.9983，信噪比为3时传感器的检测限为8.2μM，并且具有良好的抗干扰性和稳定性，尤其GOD的表观米氏常数Kmopp为2.45 mM，表现出对底物的高亲和力和催化能力。因此，这是一种有效的传感界面功能化修饰方法。
（三）引入具有高催化活性的纳米银，制备HFBI-MWNTs-AgNPs纳米复合材料，结合ChOx修饰铂界面，构建HFBI-MWNTs-AgNPs-ChOx传感界面。利用循环伏安法和计时电流法检验固定化在电极表面的ChOx催化活性，研究其酶反应动力学特征，优化最适制备条件和反应条件，评价所构建胆碱生物传感器的性能指标，结果表明HFBI-MWNTs-AgNPs-ChOx/Pt电极在对0.001 mM～0.775mM胆碱的电流响应呈线性，灵敏度为73.13μA mM-1 cm-2，检测限为0.33μM(S/N=3)。ChOx的表观米氏常数为0.714 mM，低于游离酶的Km值，说明该方法构建的催化膜具有良好的生物相容性，很好的保持了酶的活力。另外，HFBI-MWNTs-AgNPs-ChOx/Pt电极还表现出良好的抗干扰性和稳定性。通过本章实验证明蛋白．纳米复合材料-功能性酶的传感界面修饰材料，各组分有机结合，为传感器界面修饰及传感器的构建提供了一种有效模式。
（四）采用L半胱氨酸辅助合成了铅纳米线，然后利用其表面的巯基吸附纳米金粒子，组成纳米复合材料，用于酶电化学传感器的构建。在最优化条件下，所制备的葡萄糖生物传感器的线性范围为0.005-2.200 mM，灵敏度高达135.5μAmM-1 cm-2，响应时间小于5s。同时，传感器表现出良好的响应重现性、测试稳定性和长期稳定性，试验证明通过不同纳米材料的复合，能很好克服单一材料应用中的不足，使两种材料的优点特征叠加，可变结构参数及复合效应获得最充分的发挥，协同作用，产生出最佳的宏观性能，最大可能改善传感器性能。因此，纳米复合材料在分析领域具有不可低估的优势和应用价值。
（五）应用分子印迹聚合膜功能化修饰生物传感界面，是分子印迹技术发展的重要方向。本论文初步尝试利用分子印迹聚合膜作为敏感元件构建了两种生物传感器：采用溶胶-凝胶自组装的方法在QCM基片表面合成了分子印迹聚合膜，并用来对溶菌酶进行识别，制备压电生物传感器，根据Scatchard曲线得到模板分子溶菌酶与溶胶．凝胶印迹膜的解离常数为2.98×10-6M;利用3-氨基苯硼酸(APBA)在铂电极表面电聚合获得硼酸功能化界面以制备分子印迹膜，并利用电分析化学手段分析和评价印迹膜对霍乱毒素B亚单位(CTB)的识别作用，通过不同浓度的CTB结合到APBA印迹膜上阻碍电流的差值进行了Scatchard分析，所得CTB与APBA-印迹膜的解离常数为6.02x1O-7M。