对苯二酚(HQ)作为一种稳定剂和抗氧剂主要应用于工业领域，工业废水中对苯二酚的残留对人体及环境危害严重，因此，建立一种简单、准确检测对苯二酚的方法对食品安全和环境监测具有重要意义。本文构建了纳米氧化锌-高纯石墨/玻碳(ZnO-C/GC)复合材料电化学传感器，实验材料简单易得，成本低。利用原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学交流阻抗法(EIS)分析了纳米ZnO-C复合材料的结构特征、表面特征和导电性，采用循环伏安法(CV)实现了纳米ZnO-C/GC复合材料电化学传感器对对苯二酚的检测，探究了对苯二酚的电催化机理，该电化学传感器检测对苯二酚具有良好的稳定性和准确性，较宽的线性范围，检出限达到1.0×10-8 mol/L。

石墨烯(Graphene, GR)作为一种革命性的材料具有优异的理化特性, 其优异的导电性对凝血电化学传感器的研制极其重要。目前大型凝血检测仪器操作复杂、耗时较长, 且对活化部分凝血活酶时间(APTT)指标的POCT检测较少。针对这一现状, 设计制作一种可以用于APTT指标检测, 基于丝网印刷技术的GR改性增强型电化学传感器十分必要。通过凝血酶切割凝血酶底物实验验证计时电流法检测活化部分凝血活酶时间原理的可行性, 测量血浆活化部分凝血活酶时间参数, 同时使用SYSMEX CS 5100光学凝血仪验证测量结果。实验表明, 丝网印刷GR改性电极具有良好的一致性, 其阻抗测试变异系数为2.71%。凝血酶实验中, GR改性电化学传感器检测的电流响应强度较改性前的电化学传感器增加了16±1%, 重复出峰时间和峰值电流变异系数分别为3.29%和3.13%。选取3组血样APTT值, 能够清晰地显示出区分度, 且每组APTT重复实验的出峰时间变异系数分别为3.20%, 3.25%和2.84%, 实验结果与医院的临床结果线性拟合决定系数R2为0.978。GR改性增强型电化学传感器在APTT测试中显示出了较好地重复性, 具有在多种场合下进行即时检测的潜力。

针对目前凝血检测仪器存在的成本昂贵操作复杂等问题, 制作了一种基于丝网印刷技术的多壁碳纳米管(MWCNTs)增强型电化学传感器用于凝血酶原时间(PT)测量。利用凝血酶切割凝血酶底物实验验证了计时电流法检测凝血酶原时间原理的可行性。接着对血浆凝血酶原时间参数进行测量, 并用SYSMEX CS 5100光学凝血仪验证测量结果。经过测试, 凝血酶验证性实验中MWCNT型电化学传感器的电流响应强度较普通电化学传感器增加了(36±1)%, 重复实验出峰时间和峰值电流变异系数分别为2.99%和3.27%。测试不同血样PT值, 能够清晰的显示出区分度, 且挑选三组血样进行PT重复实验, 出峰时间变异系数分别为2.26%、3.22%和2.96%, 实验结果与医院的临床结果线性拟合决定系数R2为0.986。MWCNTs增强型型电化学传感器用于PT测试具有良好的重复性和一致性, 易于批量生产, 大大降低了凝血测量的成本, 且适合多种场合的测量, 在即时检测领域具有极大潜力。

通过溶剂热、溶胶-凝胶和共嫁接技术开发制备了一种基于芘功能化的核壳型磁性二氧化硅纳米微球的可回收汞离子光学传感器。相对于其他竞争金属离子, 获得的多功能纳米微球对Hg2+具有良好的荧光传感性能和选择性。多功能微球的荧光强度与Hg2+浓度之间显示出良好的Stern-Volmer线性关系(R2＝0.998 3), 其检测限为2.3×10-8 mol·L-1。该材料对汞离子的荧光响应具有可逆性, 利用EDTA溶液处理可实现多次重复使用。此外, 芘功能化的磁性二氧化硅纳米微球可以有效地除去水溶液中的Hg2+, 并且通过施加外部磁场可实现简单快速的分离。上述结果表明, 这种功能化核壳型磁性二氧化硅微球在同时检测和去除环境污染物方面具有良好的发展前景与应用潜力。

文章基于光纤耦合模理论和倏逝场理论建立了光纤布拉格光栅三层结构模型，并通过推理计算和实验研究验证了三层结构的光波导模型，得出布拉格波长对化学溶液的折射率敏感性特征。同时，根据溶液浓度与其折射率关系理论建立了浓度与其折射率之间的近似线性关系式，并分析得出蔗糖、乙醇和Nacl三种溶液浓度与布拉格波长的关系，最后通过仿真实验得到不同溶液对应的布拉格波长随外部浓度变化的情况，获得一种结构简单、体积小、稳定性好、灵敏度高且无需敏感元件的化学浓度传感器。

以3,4,9,10-苝四甲酸二酐(PTTC)为原料, 采用真空气相沉积-分子自组装法制备了有机纳米材料, 通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱和差热分析表征所得产物。用吐温20增溶PTTC纳米材料, 发现L-赖氨酸对该分散系的荧光具有较强的增敏作用, 据此建立了L-赖氨酸的纳米荧光化学传感新方法。体系的荧光变化与赖氨酸浓度呈线性关系, 线性范围为7.00×10-4～5.40×10-7mol/L, 检出限为8.39×10-8mol/L。进一步研究发现, PTTC纳米结构使赖氨酸的循环伏安图电流差减小, 有望据此制作赖氨酸纳米电化学传感器。

以对叔丁基硫杂杯［4］芳烃（TCA）为受体、 苝和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）分别为荧光体和自组装模板剂, 通过在水中的胶束自组装作用制备得到一种新型的“ON–OFF”型Cu2+荧光化学传感器。 论文选用荧光猝灭率为考察指标, 详细考察了受体TCA用量、 自组装模板剂SDBS浓度、 Cu2+浓度和共存金属离子等影响因素对胶束自组装荧光化学传感器Cu2+检测性能的影响情况。 实验结果表明, 当受体TCA与荧光体苝的摩尔浓度比值达到1 000, 自组装模板剂SDBS浓度为50 mmol·L-1, 该荧光化学传感器对水中铜离子具有较好的检测能力, 待测Cu2+浓度在一定浓度范围内与荧光猝灭率呈线性相关。 此外, 荧光化学传感器的Cu2+检测性能基本不受Pb2+, Cd2+, Mn2+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Ni2+, Zn2+等共存金属离子干扰。 该胶束自组装荧光化学传感器对Cu2+的选择性检测性能主要归因于胶束表面活性剂分子层中TCA受体对Cu2+的识别作用, 而传感器荧光猝灭主要基于胶束内部的电荷转移或能量转移机制。

近年来,石墨烯(GN)由于具有非凡的物理和化学性质而受到广泛关注,这为分析化学的发展带来了新的活力。电化学器件与GN的耦合提供了一个很好的平台,来实现对许多生物材料的诊断和检测。我们小组首次报道,利用石墨烯电极电化学自发检测存在于ssDNA和dsDNA的所有4个DNA碱基,该检测是在生理pH条件下,并且不需要预水解步骤。我们研究证明了利用独特的GO/适配体相互作用和特异性核酸适体目标识别,GO/适配子系统可以程序化地完成较复杂的OR and INHIBIT逻辑门。在不同输入相同波长的不同荧光强度下,进行多靶点调节荧光强度和OR and INHIBIT逻辑门,从而组合成组合逻辑门。组合逻辑门可利用荧光成像进行高通量诊断。在组合逻辑门的输出的基础上,我们可以找出ATP和凝血酶是否存在。这个概念的证明可以为多重分析和纳米生物医学器件对多个输入的化学物质响应提供一种新方法。

许多水域含有过量的硝酸根, 会诱发许多问题。采用微机电系统工艺, 制备出一种基于铂叉指微电极阵列的硝酸根离子(NO-3)检测微传感电极。通过电化学恒电位沉积法在铂叉指微电极阵列上修饰, 得到多孔、簇状铜敏感膜。采用线性扫描伏安电化学检测方法, 考察该微传感电极对NO-3的响应性能, 在0~2 mg/L浓度范围内, 线性度为0.999, 灵敏度为-3.15 μA·L·mg-1 。在相同沉积修饰条件下, 叉指微电极比同等敏感面积(1 mm2)的圆盘微电极表现出更强的催化活性和更高的灵敏度, 分析其原因, 认为主要是叉指微电极的结构和边缘效应造成的。