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巯基化合物修饰的金纳米粒子有粒径小、水溶性好等优点，同大量报道的非水溶性金纳米粒子相比，更利于应用于生化体系的研究。本文合成了七种巯基配体N-乙酰基-L-半胱氨酸单层修饰的水溶性金纳米粒子，应用反相离子对高效液相色谱进行了分离，结合多种表征手段对金纳米粒子的粒径、结构及性质进行了研究。并将金纳米粒子应用于葡萄糖和尿酸生物传感器的研制，结果表明金纳米能提高生物传感器的灵敏度，缩短响应时间。 第一章:简述了纳米材料的特性，并对金纳米粒子的制备方法，表征手段及其在生物传感器中的研究应用进行了详细的综述。 第二章:以巯基化合物N-乙酰基-L-半胱氨酸(NAC)为配体，在不同反应条件下，通过NaBH4还原HAuCl4·3H2O合成了七种NAC单层修饰的金纳米粒子。用C18色谱柱(4.6×250 mm)，以含有离子对试剂四丁基氟化铵(Bu4N+F-)的甲醇-水为流动相，结合二极管阵列检测器、多波长荧光检测器和电化学检测器，采用反相离子对高效液相色谱法对金纳米粒子进行了分离，研究了Bu4N+F-和甲醇的影响，优化了分离条件。分离结果表明金纳米粒子按粒径从小到大的顺序流出，并初步判断了分离后的金纳米粒子中含有的金原子数目，分别有12、13、15、18及22个金原子。考察了金纳米粒子的氧化电压，及Au/NAC摩尔比、反应温度、反应时间对金纳米粒子的影响，金纳米粒子的粒径越大其氧化电压越大，但[AuNC]-比[AuNC]0更容易被氧化，Au/NAC摩尔比越大、反应温度越高合成的金纳米粒子的粒径越大、越均一，且金纳米粒子的形成是一个“核聚-分解”过程。 第三章:以透射电子显微镜、质谱和荧光光谱为主要表征手段，并结合紫外-可见吸收光谱和热重分析对金纳米粒子的粒径、组成和发光性质进行了表征，结果表明金纳米粒子的粒径范围为1.0～2.7 nm，经色谱分离后的金纳米粒子有更均一的粒径，并推算得出金纳米粒子含有的金原子和配体NAC数目，金原子数目在10～279之间，较小粒径的金纳米粒子包含的金纳米组分有Au12(NAC)9、[Au12(NAC)9]-、Au13(NAC)11、Au15(NAC)10、[Au15(NAC)10]-、 Au18(NAC)15、 Au22(NAC)15、[Au22(NAC)15]-、Au29(NAC)11、Au33(NAC)11和Au39(NAC)11。较小粒径的金纳米粒子均在近红外区有荧光，但是和粒径的大小没有关系。质谱和紫外-可见吸收光谱分析结果进一步证实了金和NAC的摩尔比越大合成的金纳米粒子的粒径越大，热重分析结果表明金纳米粒子粒径越小拥有越高的配体质量分数，和质谱分析结果一致，且金纳米粒子粒径越小还拥有越高的热解吸附温度和越强的Au-S键能。 第四章:将水溶性金纳米和葡萄糖氧化酶共同固定于鸡蛋膜上，结合氧电极制备了葡萄糖生物传感器。以戊二醛、1-（3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二胺和N-羟基丁二酰亚胺作为交联剂使固定化酶的量增多，而且酶的活性得到很大的提高。扫描电子显微镜结果证实了金纳米粒子和葡萄糖氧化酶已共同固定于鸡蛋壳膜上。通过改变pH、温度和缓冲溶液浓度等对实验条件进行了优化。实验结果表明本传感器的检测限为2.5μM，线性范围为5.0μM～2.3 mM葡萄糖，具有很好的稳定性，重复测定可超过300次，寿命大于六个月，有很好的重现性（RSD=3.5％，n=6），且响应时间小于100s。实际样品中可能存在的干扰物质，如果糖、乳糖、柠檬酸、苯甲酸钠、抗坏血酸、蔗糖、尿素、DL-半胱氨酸、可溶性淀粉、KCl、NaCl、CaCl2、MgSO4、 NH4Cl、FeCl3、Na3C6H5O7、ZnSO4、 NaHCO3和NH4HCO3等对葡萄糖的测定均不产生干扰。本传感器已应用于一些尿样和市售食品维他奶、雀巢咖啡、热饮橙汁、水溶C100、古城奶粉、汽水、红枣阿胶浓浆、蒙牛酸奶、巧克力、夹心蛋糕、好丽友派、香飘飘奶茶、高乐高固体饮料中葡萄糖含量的测定，并进行了回收率测定，结果令人满意。 第五章:采用尿酸酶和氧电极组装了尿酸酶生物传感器，并将其应用于溶液中尿酸浓度的测定。扫描电镜图给出载体鸡蛋膜的微观结构，证实尿酸酶成功地固定于鸡蛋膜的蛋白纤维上。通过改变各种影响因素，如固定化酶量、pH、温度和缓冲溶液浓度等对实验条件进行了优化。实验结果表明本尿酸酶传感器的线性范围为4.0～640μM，检测限为2.0μM(S/N=3)，且有很好的稳定性，寿命大于三个月。同一个传感器重复使用以及同方法制作的不同传感器之间都有很好的重现性，相对标准偏差(RSD)分别为3.1％(n=7），3.2％（n=4）。实际样品中可能存在的干扰物质，如葡萄糖、尿素、抗坏血酸、乳酸、氨基乙酸、DL-α-丙氨酸、DL-半胱氨酸、KCl、NaCl、CaCl2、MgSO4、和NH4Cl等对尿酸的测定均不会产生干扰。本传感器已应用于一些血液和尿液中尿酸含量的测定，结果同尿酸试剂盒测定结果一致。 第六章:用1-（3-二甲基氨丙基）-3-乙基碳二胺和N-羟基丁二酰亚胺将金纳米活化后同尿酸氧化酶发生作用，以戊二醛为交联剂，将金纳米-尿酸氧化酶共同固定于鸡蛋壳膜载体上，利用氧电极构建了金纳米-尿酸氧化酶生物传感器。基于尿酸氧化酶能催化尿酸的氧化反应，通过氧浓度的变化间接测定尿酸浓度。并对实验条件、电极的响应特性进行了考察。实验结果表明，用于尿酸测定的最佳实验条件为:底液磷酸缓冲溶液浓度为50 mM，pH为8.0。该传感器的平均响应时间为70 s，尿酸浓度在10μM～1.07 mM间呈良好的线性关系(R2=0.9918)，本生物传感器的检出限为9.0μM（S/N=3），RSD为5.06％（n=6）。实际样品中可能存在的干扰物质，如尿素、ZnSO4、CuSO4、 FeCl3、 NaHCO3、KCl、CaCl2、和NH4HCO3对金纳米-尿酸酶生物传感器的测定不产生显著的干扰。