由于电化学传感器具有简便、快速、灵敏、高效等优点,它被广泛应用于不同领域。比如药品质量控制、毒害物质检测、食品安全、疾病标记物检测、药物代谢研究等。电化学传感器有多种分类标准,其中,根据被检测物质的不同可分为生物传感器、离子传感器、气体传感器。除此之外,还可按照输出响应信号的不同分为电导型、电流型、电势型、电容型传感器等。因此,电流型生物传感器是以电流的变化作为输出信号对生物分子进行检测的一类传感器。近年来,纳米材料迅速发展成为21世纪的重要科学技术领域,与电化学生物传感交叉形成的纳米材料生物传感技术成为研究的前沿科学技术领域。基于各类纳米材料所构筑的新型电流型电化学生物传感器更是得到了广泛发展应用,从而促进人类社会发展。本论文总共分为四章,分别为绪论部分、基于微凝胶的自组装对复杂介质中链霉素的防污检测、基于双嵌段DNA的电化学DNA生物传感器对卡那霉素的灵敏检测和基于DNA模板化共聚物放大信号的电化学适配体传感器对三磷酸腺苷的超灵敏检测。第一章绪论对电化学传感器的概念以及分类分别做了简单的概述,重点综述了电流型电化学生物传感器的发展以及在食品安全,生物小分子等检测方面的应用。第二章基于微凝胶的自组装对复杂介质中链霉素的防污检测鉴于在复杂介质中检测抗生素时,非特异性吸附所带来的干扰严重影响着传感器的效率,因此,亟待制备出具有防非特异性吸附性能的传感界面。在本部分工作中,基于两种聚N-异丙基丙烯酰胺(P(NIPAm))微凝胶,在氧化石墨烯(GO)表面的自组装构筑了一种新型防污型的电化学免疫传感器,将其用于链霉素的灵敏检测。首先制备由甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和1-丙基-3-乙烯基咪唑磺酸盐(PVIS)修饰的微凝胶。用修饰有GMA的微凝胶来固定链霉素抗体,抗原与抗体的快速特异性结合导致电流密度的减小,从而产生电化学响应信号。用PVIS修饰的微凝胶抵抗非特异性吸附,它能够形成强的水合层,从而具有优异的防污能力。因此,该电化学免疫传感器实现了对复杂样品中链霉素的高效、灵敏检测,且具有良好的抗非特异性吸附效果,线性范围从0.05到100 ng/mL,检测限为1.7 pg/mL,基于表面功能化的微凝胶所构筑的该免疫传感器在复杂介质中对于抗生素的检测具有广阔的应用前景。第三章基于双嵌段DNA的电化学DNA生物传感器对卡那霉素的灵敏检测基于一端包含有15个连续胞嘧啶(poly-C)的双嵌段DNA,我们构筑了一种电化学DNA生物传感器,并将其用于卡那霉素的检测。由于poly-C与氧化石墨烯(GO)的强吸附作用,双嵌段DNA能够固定在GO上。另外,双嵌段DNA的另一端为卡那霉素的适配体,它用于快速的结合目标物。卡那霉素的适配体能够特异性地捕获到目标物,进而引起电化学信号的变化。因此,该DNA生物传感器对卡那霉素具有较高的灵敏性和特异性,检测线性范围从0.05 pM到100 nM,检测限为0.0476 pM。该DNA生物传感器的构筑极其简便,在食品安全中对抗生素残留的检测表现出良好的应用前景。第四章基于DNA模板化共聚物放大信号的电化学适配体传感器对三磷酸腺苷的超灵敏检测三磷酸腺苷(ATP)作为一种生物小分子,它在生物体内对调节细胞代谢过程起着重要的作用,所以,迫切需要发展精确且灵敏的技术来检测ATP。在这项工作中,基于DNA模板化共聚物,我们设计了一种新颖的电化学适配体传感器用于对ATP的检测。通过DNA杂交链式反应(HCR),成功构建了DNA模板化共聚物,并将其用于放大响应信号。由电子介质二茂铁标记的ATP适配体可看作是连接两个平行DNA模板化共聚物的桥梁。在ATP出现的情况下,包含有ATP适配体的DNA模板化共聚物能够特异性的识别并结合ATP,使得电子介质二茂铁更接近电极表面,从而加快电子传递速率,有效的完成对ATP的检测。因此,该适配体传感器对于ATP的检测呈现出从0.1到10000 pM的检测线性范围,同时计算得到检测限低至11.5 fM。表明该电化学适配体传感器在生物小分子检测方面具有广阔的应用前景。