纳米材料由于其本身独特的表面效应、量子隧道效应、小尺寸效应和量子尺寸效应这四大效应,在光电性能方面展现出了优异的性能而被广泛地应用在分析检测中。由于碳元素本身有独特的sp、sp2、sp3三种杂化形式,从而使得碳纳米材料展现出了多种多样的形态。目前,碳纳米材料被广泛地应用在信息、能源、生物、环境保护等领域。纳米碳材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着重要影响。因而,碳材料的调控合成是碳纳米科技发展的重要组成部分,也是探索碳材料性能及应用研究的基础。而且,碳纳米材料多数还有丰富的羧基和羟基或者可以很好的修饰上这些基团使得它具有很好的生物相容性。较好的生物相容性使得碳纳米材料及其复合材料作为生物传感器的常用材料而被广泛的合成和利用。本文围绕碳壳、碳纳米管、石墨烯及其相应的复合物在生物分析中的应用研究,为了使传感器具有较低的检测限和较宽的检测范围,具体开展了以下几个方面的工作:1.设计、合成了新型的碳层包覆四氧化三铁(Fe3O4-C)和四氧化三铁复合多壁碳纳米管后表面修饰碳层(MWCNTs-Fe3O4-C)。利用多参数化学发光仪、电化学工作站考察了合成产物的Fe3O4-C和MWCNTs-Fe3O4-C的光电性能,两种材料都表现了较好的电致发光(ECL)性能。将制备的MWCNTs-Fe3O4-C应用在癌胚抗原的ECL测定上。2.基于上一工作中对Fe3O4-C的研究,我们先合成碳点,并通过层层包覆的方式将碳点修饰在Fe3O4-C的表面从而复合成碳点修饰的碳层包覆四氧化三铁(Fe3O4-C-CNCs)。得到的Fe3O4-C-CNCs展示了很好的荧光性能和生物相容性,并且应用于癌胚抗原一抗的标记。同时将葡萄糖氧化酶和癌胚抗原二抗修饰在二氧化硅粒子上。另外,制作了一个双流通的荧光流通池。在制备好的传感器上,通过葡萄糖的注入产生双氧水从而产生增强荧光用来进行测定。3.我们还利用溶胶凝胶法制备了氧化锌量子点(ZnO QDs)。在Fe304-C的表面复合上ZnO QDs制备的(Fe3O4-C-ZnO)。得到的铁磁纳米复合材料有着较好的ECL性能。一种碳纳米管与金纳米粒子复合的材料(MWCNTs-AuNPs)作为葡萄糖氧化酶的载体。通过一个制备的ECL流通池的作用,这么纳米材料被应用在进行免疫分析中。4.将ZnO QDs修饰在氧化石墨烯表面制备合成ZnO修饰的石墨烯(GO-ZnO)。另外,一种“山药豆”状的银纳米粒子(AgNPs)也被成功制备。由于AgNPs表面的粗糙性质,该纳米粒子具有很好的局域离子体共振特性。利用局域离子体共振增强的荧光信号进行DNA的测定。