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作为一种新型碳材料，由于具有优异的吸附性能、导电性能、化学性能及生物相容性，近年来，纳米碳管(CNTs)受到了生物电分析及生物化学界的亲睐，开始被应用于生物传感体系及生物传感器的研究、制备中。本论文以葡萄糖酶生物传感体系为代表，以电化学分析系统、透射电子显微镜(TEM)等为工具，以包埋法、交联法等生物活性物质的固定化方法为手段，系统研究了CNTs对生物传感体系性能的改善及利用CNTs制备生物传感体系中各因素的影响作用。在此基础上，将CNTs与新近提出的自组装技术相结合，制备了一种新型葡萄糖生物传感体系。此外，还探索性地构造了一种基于CNTs、用于检测蛋白质之间相互作用的亲和型生物传感体系。论文的主要内容如下：
1.分别利用明胶包埋法和戊二醛交联法固定葡萄糖氧化酶(GOx)，利用铂电极、金电极和玻碳电极作为基础电极，制备了一系列基于CNTs的葡萄糖生物传感体系，并制备未经CNTs修饰的葡萄糖生物传感体系进行对比，结果表明，将纳米碳管引入生物传感体系的制备过程中，能有效改善传感体系的综合电化学性能。酶固定化方法的不同和基础电极的种类对基于CNTs的生物传感体系的电化学性能都有一定的影响。其中，利用戊二醛交联法固定GOx能赋予生物传感体系较好的综合性能，而采用铂电极作为基础电极则可获得较大的响应电流。
2.分别利用长单壁纳米碳管(SWMTs)，短SWNTs，长多壁纳米碳管(MWNTs)以及不同管径的短MWNTs修饰铂电极制备葡萄糖生物传感体系，研究了CNTs的种类对生物传感体系性能的影响。其中，利用短CNTs制得的生物传感体系的性能要明显好于用相应长CNTs制得的生物传感体系，利用较小管径MWNTs制得的传感体系的响应电流值比利用SMNTs制得的传感体系高，而随着MWNTs管径的增大，所制得生物传感体系的性能明显变差。
3.CNTs在液态介质中的溶解和分散是将CNTs应用于生物传感体系的重要前提。本论文分别利用二甲基甲酰胺(DMF)、三溴甲烷、十二烷基硫酸钠(SDS)、浓硫酸/浓硝酸的混合物分散溶解MWNTs，并用其修饰电极制备生物传感体系，结果表明，利用混酸溶液处理MWNTs能赋予传感体系较好的综合性能，而利用三溴甲烷处理MWNTs则较差。
4.通过采用层层累积的自组装方法将GOx和MWNTs逐层固定到玻碳电极上，制备了一种由多层MWNTs/GOx复合薄膜修饰电极的葡萄糖生物传感体系。该方法能有效提高传感体系的响应电流，缩短响应时间，扩大线性范围。其中，(MWNTs/GOx)6复合薄膜修饰电极制得的葡萄糖生物传感体系在葡萄糖浓度为30mM时的响应电流值达1.63±0.03μA，响应时间仅为6.7s，测量的线性范围为0.5～15mM，对葡萄糖的最低检测浓度可达0.09mM。
5.利用SWNTs修饰石英晶体微天平(QCM)的基片，制备了一种用于研究免疫球蛋白G(IgG)和葡萄球菌蛋白A(SPA)之间相互作用的新型亲和型生物传感体系。在该传感体系上，随着所加入IgG浓度的增高，其与SPA的结合量也逐渐上升，当IgG的浓度范围为3.6～7.2mg/mL时，IgG与SPA的结合量和IgG的浓度表现出良好的线性关系。