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化学修饰电极是通过化学修饰的方法在电极表面进行分子设计，将具有优良物理/化学性质的分子、离子、聚合物固定在电极表面，从而具有某种特定的化学和物理性质的一类电极，其应用已涉及到化学、生命科学、医学、环境、食品和军事等诸多领域。另一方面，碳纳米管由于其特殊的纳米一维管状结构、优良的力学、电学和电化学性质，在物理、化学、材料学等许多领域具有广阔的应用前景。基于碳纳米管为载体支撑纳米颗粒的复合材料成为近年来化学修饰电极的研究热点之一。同时，掺入杂原子的碳纳米管由于其缺陷位置和富氧基团增多，增加了表面反应活性点，使得其电化学活性增强。本文构筑了碳纳米管/金属氧化物纳米颗粒复合材料修饰电极和硼掺杂碳纳米管修饰电极，将其用于生物活性分子的检测。主要研究工作如下：
(1) 通过在碳纳米管(CNTs)修饰石墨(PG)电极上用循环伏安法(CV)电化学沉积氧化钴纳米颗粒(CoOx-NPs)，构筑了CNTs/CoOx-NPs纳米复合材料修饰电极，用扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料微观形貌。用CV研究了PG/CNTs/ CoOx-NPs电极电化学性质和其在碱性溶液中对葡萄糖的直接电催化氧化能力。将其用于葡萄糖的非酶检测，在+0.40V检测电位下在PG/CNT/ CoOx-NPs电极上得到的葡萄糖的电流响应高于CNT或CoOx-NPs修饰电极。另外，该PG/CNT/CoOx-NPs电极也表现出高灵敏度(3.81mA cm-2 mM-1)，低检测限(3mM，S/N=3)，宽的线性范围(6mM～1.2mM)和良好的稳定性。该修饰电极对于非酶检测葡萄糖有着很大的潜力。
(2) 将硼掺杂碳纳米管(BCNTs)用于构筑电流型传感器。由于硼的掺杂引起的缺陷位置上有大量的边缘位点和富氧基团，硼掺杂碳纳米管(BCNTs)修饰玻碳(GC)电极对H2O2的氧化比未掺杂碳纳米管(CNTs)修饰电极表现出更高的电催化活性。以葡萄糖氧化酶(GOD)为模型，在GC/BCNTs电极上采用电化学共聚的方法将GOD包埋于聚邻氨基酚膜中，构建了葡萄糖传感器。用电化学方法研究该传感器的性能。在最优电位和pH条件下，该传感器表现出良好的特性，如：高灵敏度(171.2nA mM-1)、低检测限(3.6mM)、宽线性范围(至8mM)、短的响应时间(6s内)、令人满意的抗干扰能力以及良好的稳定性。固定的GOD表观米氏常数Kmapp为15.19mM。另外，考查了该酶电极在实际样品(人血浆)中的应用。
(3) 构筑了GC/BCNTs电极，用CV法研究了修饰电极的电化学性质和对L-半胱氨酸的催化氧化性能。GC/BCNTs电极制备简单，稳定性好，通过选择合适的电位可以使电极不被半胱氨酸氧化的副产物污染，而且相比于CNTs修饰GC电极，对半胱氨酸的安培检测表现出更好的特性：宽的线性范围(0.78mM～0.50mM)，高灵敏度(25.3 nA mM-1)。此外该电极对半胱氨酸的检测有低的检测下限(0.26mM)和短的响应时间(7s内)，其他可氧化氨基酸(色氨酸和酪氨酸)在测量电位下对半胱氨酸检测几乎不产生干扰信号。