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纳米材料因具独特的光、电、磁和化学性质，在磁记录、电子元件、生物医学、生物传感器等诸多重要领域有着广泛的应用前景，因而成为当今材料科学研究的热点之一。本文以聚苯乙烯球和多孔碳酸钙球为模板利用层层组装的方法，以纳米粒子、蛋白分子、及高分子聚电解质为组装材料，构建了一系列纳米生物三维复合结构。采用透射电镜(TEM)、粉末X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析测试手段对这些材料进行了表征；将这些复合纳米结构材料用于构建细胞传感和酶传感，得到了理想的结果。
1.构建在聚苯乙烯/聚苯胺/纳米金三组分纳米复合物上的细胞电化学传感器研究
以聚苯乙烯(PS)球为模板合成了一种具有核壳结构的纳米复合物聚苯乙烯(PS)/聚苯胺(PANI)/金纳米粒子(AuNPs)，将HL-60细胞固定在此复合材料修饰的电极上构建了一个细胞传感器。HL-60细胞在该纳米复合物上的固定吸附能够用电化学阻抗谱和循环伏安方法来评价研究。纳米复合物材料促进了HL-60细胞的电化学行为。研究表明，该吸附细胞的复合膜，其电子传输阻抗与膜修饰表面吸附的细胞数密切相关。在优化的实验条件下，细胞数的对数在细胞浓度为1.6×103到1.6×108 cells mL-1范围内与交流阻抗呈良好的线性关系，其检测限为7.4×102cells mL-1(10σ)。提出的细胞传感器检测方法简单、方便、成本低廉、效率高。该方法可以对细胞进行计数研究，进而对肿瘤细胞的增殖进行研究，对临床应用有其潜在的价值。研制价格低廉、灵敏度高、选择性好和使用寿命长的生物传感器一直是传感器研究和开发领域的重要课题。
2.血红蛋白-四氧化三铁-碳酸钙三维生物纳米复合结构的构建和生物传感中的应用
本文通过层层组装的方法在中性条件下利用静电相互作用将四氧化三铁纳米粒子组装到高分子聚电解质修饰的碳酸钙微米球上，成功合成了四氧化三铁-碳酸钙复合材料。和单纯的碳酸钙相比，复合材料具有较好的生物相容性、导电性、磁性和稳定性。进一步将血红蛋白酶组装到该复合材料上，构建了血红蛋白-四氧化三铁-碳酸钙复合物，并将其应用于生物传感。用该材料构建的传感器实现了Hb的直接电化学，对过氧化氢有较好的响应。该传感器H2O2的响应线性范围为3.0×10-6到5.3×10-5M，检测限为8.9×10-7M。