生物传感器是以生物学组件（如酶、微生物细胞、DNA等）作为主要功能性元件,识别和感知被测物并按一定规律转换成可识别信号的器件或装置。因其具有体积小、响应快、可实现原位在线监测等特点,在环境监测领域备受青睐。本论文在进行商品化E.coli型CellSense生物传感器的分析参数优化和微生物固定化技术研究的基础上,制备并优化了基于E.coli Top10、奇异变形杆菌（Bacillus subtilis）和枯草芽孢杆菌（Proteus mirabilis）的CellSense生物传感器,并对其在重金属、有机物及垃圾渗滤液处理工艺各单元出水水质毒性分析中的应用性能进行了探讨。研究结果表明:p-苯醌可作为CellSense生物传感器良好的电子传递介质,基于p-苯醌的CellSense生物传感器的毒性抑制分析时间为30min。商品化E.coli型CellSense生物传感器测得四种二价重金属的毒性大小顺序为Hg²⁺+>Cu²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺,与传统毒性分析方法分析结果一致,其对金属离子毒性分析具有良好的稳定性,RSD<5%;该生物传感器对一定浓度范围内的酚类物质亦具有较好的毒性分析性能。CellSense生物传感器微生物固定化技术研究表明,采用聚碳酸酯膜固定法制备的CellSense生物传感器具有良好的毒性分析性能,该生物传感器于冰箱中4℃保存2个月,对毒性分析性能影响不大;戊二醛-牛血清蛋白交联、海藻酸钙包埋和聚乙烯醇凝胶包埋等固定方法制备的CellSense生物传感器难以满足实际毒性分析需要。基于不同培养周期微生物细胞制备的CellSense生物传感器的毒性分析性能存在一定的差异性,基于对数生长后期的Ecoli TOP 10、Bacillus subtilis和Proteusmirabilis三种CellSense生物传感器具有较好的毒性响应特性。自制E.coli型CellSense生物传感器能客观、真实地反映垃圾渗滤液处理工艺出水水质的毒性变化情况。CellSense生物传感器可通过选择固定特定敏感指示微生物对不同污染物（污染源）的毒性做出评价,具有便携、灵敏、快速和在线分析等特点,有着广阔的推广应用前景。