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纳米孔分析技术是一种具有广阔发展前景的学科,将为科学研究开辟新的领域和思路。石英纳米孔是一种制作简单,操作方便的纳米孔,能被用于作为单细胞分析的多功能纳米探针,可实现材料快速转移,具有界面电容小和背景噪声低的优点。固态纳米孔传感器的操作原理很简单,在典型的实验中,生物分子通过外部施加的电压穿过纳米孔进行电泳或电渗透驱动,导致离子电流发生改变,从这些机制中可以提取有关分子特性的信息,如长度,成分和与其他生物分子之间的相互作用。小蛋白质分子通过纳米孔检测器时,这些小分子转位速度快并且通过纳米孔的概率低,导致仅能检测到小部分蛋白质,这对研究者来说是一个挑战。因此,本文着重研究更简便高效的纳米孔检测工具,为生物学,医学,生物物理方面提供强有力的理论依据。本论文选择单个石英毛细管纳米孔作为传感平台,研究其在电化学检测和生物检测中的潜在应用。具体工作如下:第一章,简单介绍纳米电极和纳米孔的基础知识。主要从种类,制备,应用以及检测原理几个方面来阐述。详细了解纳米传感器的研究背景,研究进展和潜在价值,在此基础上,提出来本论文的设计思想和研究内容。第二章,主要介绍了两种金电极的制备方法以及两种不同的绝缘方法。化学沉积方法使金沉积在石英纳米管的外壁,金层不够致密。第二种方法,Apiezon蜡绝缘法是非常简便高效的,通常,裸的石英纳米孔需要特定的修饰以赋予某些化学和电化学性质,进一步提高选择性和灵敏度。第三章,为了增强纳米探针对检测物质的识别能力,对金纳米电极进行表面化学修饰。分别用4-氨基苯硫酚（4-ATP）,4-巯基苯甲酸（4-MBA）和4-MBA与Cu2+对金纳米孔表面进行修饰。通过产生的离子电流峰来判断纳米粒子的易位情况,进而推断纳米孔的性质。对比实验结果可以得出结论:（1）电压是影响纳米粒子运动的主要因素,电压越高,纳米粒子的运动速率越快;（2）纳米孔的表面电荷能调节纳米颗粒的易位状态。改变纳米孔表面的电荷,纳米粒子运动产生离子电流峰的宽度和形状均发生变化,所以通过调节表面电荷就可以有规律性地控制纳米颗粒的运动状态。在实验过程中,金纳米电极的金属化层可以外加交流电压,纳米粒子在非均匀电场中由于极化效应引起介电泳现象,使更多的纳米粒子更快速地迁移到纳米孔处,进一步提高了检测效率。