生物传感器是近年来一门新兴的科学,在生命科学的研究中得到了很好的应用。由于纳米材料具有优良的性质,如吸附能力强、生物兼容性好、催化效率高等,逐渐被应用到生物传感器中,不仅使传感器的灵敏度提高了,同时还缩短了响应的时间,实现了目标物的即时检测,并降低了使用成本。由于便携式血糖仪其尺寸便携,易操作,低成本和结果定量可靠等优点被应用广泛,血糖仪是目前为止在个人医疗领域应用最为成功的便携式设备。将血糖仪与生物传感技术联用应用到生物分析检测中,不仅简化了实验过程,也实现了即时检测。贵金属纳米粒子具有良好的生物相容性,超强的吸附能力,以及优良的导电性和催化性能,而且其复合材料可保留其特性,并引入新的功能。随着技术的发展,功能化纳米材料及其复合材料被广泛的用作为生物标记物,在生物传感器技术领域具有非常巨大的应用价值。(1)探索一种简单、快速、廉价和多性能的水中毒素含量的现场检测方法,对水安全评价非常重要,尽管这是一个巨大的挑战。免疫传感器由于高灵敏度及良好的选择性经常用于检测肿瘤标志物和水体中污染物。本文中,我们提出了利用血糖仪实现水体中MC-LR灵敏快速的即时监测。微囊藻毒素(MC-LR)是一种水体中最常见的天然毒素。在本文中,铁酸锌磁性纳米粒子(ZnFe204 MNPs)用来固定一抗。我们合成了氧化石墨烯-金纳米粒子(GO-AuNPs),利用金纳米粒子固定二抗和转化酶作为标记物。基于抗原与抗体的特异性结合,构建了一种夹心型免疫传感器用于检测MC-LR。转化酶可以催化蔗糖转化为葡萄糖,利用便携式血糖仪(PGM)对葡萄糖进行检测,此方法可实现对0.60～100.0 ng/mL范围内的MC-LR检测,检测限为0.1 ng/mL,满足世界卫生组织临时指导限制MC-LR 1 ng/mL的饮用水量。将该传感器用于实际水样中MC-LR的检测取得了满意的效果。这种方法为便携式传感器快速、现场和具有成本效益的检测饮用水中的其他环境污染物的来源提供一种很有前途的发展前景。(2)干细胞疗法最近成为一个突破技术来治疗各种疾病。因此,迫切需要开发适当的方法来评估或监测干细胞治疗效率。在本文中,我们提出了一种新型便携式和定量评价方法,利用便携式血糖仪对间充质干细胞(MSC)的治疗受损肝细胞进行评估。值得注意的是,目前大多数定量分析方法仍然需要以实验室为基础的或专门的设备,并没有被广泛使用。血糖仪是一个用于家庭医学诊断成功的设备,具有全球公众公认性。在此,我们构建了基于血糖仪的夹心型免疫传感器用于白蛋白的检测,白蛋白是评价肝脏功能的最重要的指标。白蛋白检测可以作为一个适当的标记,来评估基于干细胞疗法修复受损肝细胞的效率。构建的夹心型免疫传感器具有灵敏度高,检测范围广泛(l×10-3～10μg/mL),检出限低(0.5ng/mL)和良好的可靠性等优点。(3)本文利用裸眼可见辨色法检测三聚氰胺。双氧水催化金离子生成金纳米粒子的过程中,生成的金纳米粒子尺寸的大小与双氧水的浓度有关。在高浓度下生成的金纳米粒子尺寸小,分散性好,不易团聚,溶液显红色。而低浓度下生成的金纳米粒子尺寸大且不均匀,易团聚,溶液显蓝色。利用三聚氰胺与双氧水的反应,改变双氧水在溶液中的浓度,从而影响生成的金纳米粒子,使溶液显示不同颜色,以此定性的分析溶液中三聚氰胺的含量。(4)本实验利用微波处理N-掺杂碳纳米管制备N-掺杂石墨烯纳米带。将N-掺杂石墨烯纳米带作为电极材料,构建电化学传感器,实现了对双氧水、多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)的检测,并对材料的性能进行了研究。在最优条件下,该传感器分别在浓度范围为1×10-6～6.987 M、0.1-440 μM、0.1～44 μM和0.1～242 μM内对双氧水、多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)有良好的线性关系,检测限分别为0.47 μM、0.050 μM、0.040 μM、0.029 μM。此传感器的稳定性好、灵敏度高,结果令人满意。