超微电极由于其优良的电化学特性和超小的尺寸,可实现高时间分辨及高空间分辨实时监测单细胞、单囊泡释放及突触间隙化学信号分子传导,自引入到电化学和电分析化学领域后引起了电分析化学前所未有的发展。另一方面,纳米孔由于其纳米级别的几何尺寸与生物膜的结构相近,被广泛用于构建仿生离子通道,在分子水平上对组成和调控生命体系结构和运行的离子,生物分子和小分子进行检测和分离。本文致力于制备锥状微孔电极,与柱状孔电极相比,锥形孔道具有更小的传质阻力,在给定电压下对被检测物质具备更高的响应灵敏度。对锥形微孔电极进行相应的修饰可实现对不同物质的灵敏和选择性响应,并且微孔道空间的存在可使电极的修饰更牢固,修饰量更大,可有效提高电极的灵敏度。本研究分为四个部分：　　 第一章是关于纳米孔和超微电极研究进展的文献综述。首先介绍了纳米孔的分类和在分离分析、DNA测序与检测、模拟生物离子通道等多个方面的应用。其次介绍了超微电极的基础理论以及在神经递质物质和活性氧的检测方面的应用进展。最后结合二者提出本文的构思。　　 第二章描述了锥形微孔电极的制备过程,用扫描电子显微镜和电化学方法确定微孔电极的各项参数后,以电活性物质二茂铁为研究对象研究了微孔电极的电化学性能。实验结果表明,腐蚀后的微孔电极表面扩散形式由球形扩散转变为线性扩散为主,循环伏安法曲线呈现“峰形”电流.电势曲线。相比微盘电极,微孔电极线性范围明显变宽,对二茂铁的检测限更低,说明微孔电极具有更好的灵敏度和更长的使用寿命,可用于实际物质的检测。　　 第三章鉴于多巴胺在神经系统中的重要作用,对其准确测定对探讨其生理机制和相关疾病的诊断具有重要意义,提出两种不同的修饰锥形微孔电极用于多巴胺的测定。第一节设计将单壁碳纳米管共价修饰到微孔电极的内表面,构建多巴胺传感器-SWNT/NH-GME。玻璃微孔的存在可保护修饰上的单壁碳纳米管不易脱落,限制干扰物质进入,提高电极的选择性。而共价修饰则能增加修饰的牢固性,促进电极与多巴胺之间的有效电子传递,从而实现对多巴胺的特殊响应。研究结果表明,多巴胺浓度在9.9x10-6-3.0x10-4 mol/L范围内,氧化电流与多巴胺浓度之间呈良好线性关系,检测限为4.3×10-7mol/L(S/N=3)。第二节将羧基化的单壁碳纳米管与离子液体BMIMPF6(质量比1:1)研磨混合填塞到锥形微孔电极的内表面,构建SWNT&BMIMPF6/GME。离子液体的加入可有效提高修饰电极的导电性,促进电极与多巴胺之间的有效电子转移,从而实现对多巴胺的特殊响应。研究结果表明,多巴胺浓度在9.9x10-5-1.2x10-3mol/L范围内,氧化电流与多巴胺浓度之间呈良好线性,检测限为2.3x10-6 mol/L(S/N=3)。差分脉冲伏安法的研究结果表明200倍的抗坏血酸不会干扰多巴胺的检测。　　 第四章鉴于过氧化氢在工业、环境、临床、食品分析和生物科学中的重要作用,本章提出构建两种不同的修饰锥形微孔电极用于过氧化氢的测定。第一节利用-SH与Ag之间的特殊作用力,设计将银纳米粒子自组装修饰到玻璃微孔电极内部构建过氧化氢传感器-c—Ag/MPTMS/GME。实验结果表明,Ag纳米粒子可促进电极与过氧化氢之间的电子传输,增大了修饰电极对过氧化氢的响应灵敏度。在-0.4V的检测电压下,5.0x10-5-1.6×10-3mol/L浓度范围内,还原电流与过氧化氢浓度之间呈良好线性,检测限为1.7×10-6 mol/L(S/N=3)。第二节构建单壁碳纳米管/普鲁士蓝(SWNT/PB)复合物修饰锥形微孔电极-SWNT/PB/GME,此电极将碳纳米管的的导电性和负载能力与普鲁士蓝对过氧化氢的高灵敏度和选择性结合起来,实现了对过氧化氢的特殊响应。在-0.1V时,在2.6x10-5-1.0×10-3mol/L,浓度范围内,还原电流与过氧化氢浓度之间呈良好线性,检测限为2.7x10-6 mol/L(S/N=3)。