化学传感器在临床诊断、食品安全、环境监测等诸多领域发挥着日益重要的作用。总的来说，我们希望传感器可以操作简单，检测速度快，成本低，体积小，同时有较高的灵敏度。但不同领域对传感器也有各自独特的需求。例如医疗诊断可以牺牲前几点追求尽可能高的灵敏度。而野外检测则对传感器的便携有更高的要求。拥有各种优异性能的纳米材料和快速发展的各种微加工技术，为传感器的构建提供了更加丰富的选择。本论文将纳米金、纳米银、硅纳米颗粒、氧化石墨烯、半导体纳米晶体等纳米材料和电化学、电致化学发光等检测技术结合，利用微流控芯片、丝网印刷等微加工手段，构建了多种新型功能化传感界面，具体内容如下:　　1.基于纳米银的丝网印刷电极直接电化学溶出免疫电化学传感器　　构建了一种基于抗体标记的纳米银颗粒的直接溶出电化学传感器。为了对纳米银进行标记，首先利用谷胱甘肽(GSH)的巯基和纳米银结合，然后用戊二醛上的两个醛基分别和谷胱甘肽、抗体上的氨基连接，将纳米银修饰上抗体，所得标记过的电化学活性纳米颗粒可以特异性识别目标蛋白质。在此基础上发展了一种新型电化学免疫传感器，以人IgG为目标分子，将不同浓度的人IgG沉积在丝网印刷电极(SPE)上。然后加入修饰羊抗人IgG的纳米银，与人IgG反应从而固定在电极上。利用电化学直接氧化纳米银测定银离子含量来确定人IgG的浓度，检测限为0.4 ng/ml，线性范围1.0-1000 ng/ml。我们将该方法与传统的间接电化学溶出法，即先通过硝酸对纳米银溶解然后测定，进行了对比，结果表明本方法在更为简单快速的同时，也可以得到较低的检测限。　　2.基于酶循环放大和能量共振转移的高灵敏比率电致化学发光microRNAs传感器　　我们成功构建了一种基于酶循环放大和能量共振转移的高灵敏比率电致化学发光microRNAs传感器。对于单信号检测来说，当目标物浓度很低时，仪器的偏差或实验环境的微小改变都可能引起假阳性或假阴性的结果。比率检测，通过两种信号的比值而不是一种信号的绝对值判断目标物的浓度，可以很好地排除这些误差，获得更准确的检测结果。在本工作中，我们结合了双信号比率法和酶促放大的优点。当目标microRNA和捕获DNA结合形成双链时，双链特异性核酸酶(DSN)会选择性地切割捕获DNA，目标microRNA又回到溶液中进行下一次循环。目标microRNA浓度的增加会导致电极上完整的捕获DNA数量的减少。然后两种探针，Au-probe1和Luminol-Auprobe2会选择性地与捕获DNA或其残留下的片段结合。Au-probe1会增强CdS的阴极发光，Luminol-Au-probe2在带来鲁米诺的阳极发光的同时会猝灭CdS的阴极发光，从而通过CdS、Au NPs、L-Au NPs三种纳米颗粒的协同作用，引起电致化学发光阴极、阳极发光信号比率的改变。　　3.便携式高通量可视化电致化学发光检测装置　　本工作中首次构建了一种基于热能的便携式高通量可视化电致化学发光检测装置。本装置由一个基于热电转换效应的微型供能装置和一块易于制备的阵列电极组成，将负载有钌联吡啶的硅纳米颗粒修饰在电极上作为发光试剂。构建成的传感器可以利用热能驱动ECL。而热能是一种比较容易得到的能源形式，热水、篝火、蜡烛等都可以使检测得以进行。并且这种传感器的半定量结果可以直接用肉眼观察，定量结果可由智能手机得到。透明电极和阵列微反应器的结合使得本传感器可以提供阵列检测。这种便携装置避免了电致化学发光检测中通常使用的电化学工作站和光电倍增管，不仅是现有方法的有力补充，而且可以成为野外检测或床边检测等场所合适的检测装置。　　4.微流控芯片中的光控可逆蛋白质吸附　　本工作提出来一种简易的制备方法，将经过PEG功能化的氧化石墨烯(GO)与二甲基硅氧烷(PDMS)进行掺杂，得到GO/PDMS复合材料。然后在此材料的表面上，利用紫外光引发温敏性高聚物聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的聚合反应。PNIPAAm分子内具有疏水基团异丙基和亲水基团酰胺基，在室温下PNIPAAm中的酰胺键和水分子间的氢键作用，使得PNIPAAm呈现出一种伸展的状态。当红外激光照射GO/PDMS复合材料时，因为氧化石墨烯吸收光能转变为热能，引起光照处温度上升，氢键被破坏，疏水作用占据主导地位，这也导致了PNIPAAm的构象由伸展态变为收缩态，亲水基团被包裹在里面，分子呈疏水性。通过将石墨烯的光热效应和PNIPAAm的温敏效应的结合，实现了对材料表面的局部浸润性的光控调节，并成功地应用于微流控芯片内的空间可控地蛋白质可逆吸附及释放。