传感器性能由三个因素决定：主体、客体、信号输出。自组装单分子为传感器提供良好的材料平台，它是将功能分子与界面灵活的结合在一起，是通过分子与固体表面的化学物理作用，自发构成的一类热力学稳定、排列有序的自组装膜。杯芳烃超分子具有疏水和富π电子的空腔和极易修饰的上下缘，常在传感器的应用上表现优良性能。根据对客体的种类和结构等特点的综合分析，可以设计并合成具有一定化学修饰的杯芳烃主体分子，通过静电作用、疏水作用、氢键、范德华力、π-π、阳离子-π等作用力实现对客体的高选择性和高灵敏度的识别检测。常见的用于界面识别的表征方法有循环伏安法、阻抗谱、元素分析、表面等离子体拉曼光谱等，而润湿性能是界面的重要性能，它是通过测量接触角获得的信号，其操作简单、具有可视化、快速等优点，其能否用于表征杯芳烃修饰界面对客体的识别呢?所以本文主要研究杯芳烃修饰界面对客体识别时的界面导电性和润湿性的变化，即通过电分析化学和接触角的双响应方法检测杯芳烃作主体分子识别客体分子的能力：　　 第一，根据氨基甲酸酯农药的结构和构型，设计硫辛酸二甘杯芳烃超分子化合物(C4LA)；利用分子组装(S-Au)的原理成功获得了杯芳烃功能化的金界面(C4LASAMs)；采用阻抗及接触角的双响应方法，检测其对农药灭多威的高选择性和高灵敏度的识别；最后使用核磁、紫外及对比实验等方法研究了杯芳烃主体与灭多威客体间的作用机理。　　 第二，根据紫荆类农药的结构，设计并获得了叠氮杯芳烃化合物(C4AE)；利用原位点击的方法成功的构建杯芳烃功能化的金界面(C4AE SAMs)；采用接触角及阻抗的双响应表征，实现对农药百草枯的高选择性和高灵敏度的传感；最后研究并分析讨论了主体杯芳烃与客体百草枯的相互作用模式。　　 第三，根据苯胺及其衍生物的有机污染物结构特点，设计并得到叠氮硝基杯芳烃化合物(C4N2)并成功构建功能化的杯芳烃修饰的金界面(C4N2 SAMs)：采用电化学及接触角的双响应方法，实现对邻苯二胺的高选择性和高灵敏度的传感。　　 最后，具有可视化特点的接触角是否可用于表征功能性的杯芳烃在生物传感器的应用?因此设计并获得了上缘醛基修饰的杯[4]芳烃功能性的超分子(C4AH)，采用点击化学制备了C4AH SAMs，将此界面对氨基酸类生物小分子的识别，实验结果发现，接触角和电化学阻抗的双表征表明了此界面对精氨酸有选择性的识别。