纳米材料在生物分子检测中的应用一直是生物分析化学领域研究的热点问题之一，利用纳米材料特殊的表面效应、量子效应等可以在生物分子检测中明显地提高分析与检测的灵敏度和选择性。在本论文的研究工作中，我们对碳纳米管和Fe<,3>O<,4>磁性纳米粒子在DNA、蛋白和细胞水平上高灵敏分析检测中的应用进行了探讨和研究，并对作用其机理进行了分析。同时，搭建了现场电化学接触角检测系统，对其在基于纳米界面体系的生物分子高灵敏检测中的应用进行了探讨。 论文的主要研究内容如下： 1．运用基于多壁碳纳米管的方法对玻碳电极进行活化，并将活化后的电极应用到水相和有机相相关的高灵敏电化学分析检测中。利用这种碳纳米管活化的电极(MNPGCE)可以进行DNA生物传感等的高灵敏电化学检测，并可将鸟嘌呤的检测限降低到7.5nM，酸变性DNA的检测限降低到150ng/mL。除此以外，这种活化的电极还可以用于有机相的电活性分子的高灵敏检测。 2．采用电化学活化法制备了单壁碳纳米管活化的玻碳电极(SNPGCE)，并将其应用于DNA碱基的检测中。利用脉冲伏安法研究了鸟嘌呤核苷、鸟嘌呤和腺嘌呤在活化电极上的电化学行为。利用单壁碳纳米管活化电极对单个DNA碱基的检测结果显示，鸟嘌呤核苷的最低检测限可以达到4nM，鸟嘌呤和腺嘌呤的检测限均可达到10nM，而对鸟嘌呤和腺嘌呤混合物进行的检测结果表明其最低检测限可以达到70nM，并且在低浓度的范围内峰电流与浓度有着良好的线性关系。本工作的研究结果表明，单壁碳纳米管对玻碳电极进行活化可以作为一种优良的电极处理方法应用于DNA生物分析传感的研究之中。 3．通过将碳纳米管与氯金酸溶液预混合，然后利用柠檬酸三钠进行还原，直接在碳纳米管上合成了碳纳米管一金(MWCNT-Au)纳米复合材料。通过TEM和表面增强拉曼光谱方法对合成的纳米复合材料进行了表征，结果表明合成的纳米复合材料具有有序的表面结构。同时，还利用电化学方法对此纳米复合材料修饰的金电极上的电化学性能进行了研究，并且对修饰电极在。DNA碱基检测中的应用进行了研究。结果表明，DNA碱基胸腺嘧啶在碳纳米管一金(MWCNT-Au)纳米复合材料修饰的玻碳电极上有着很好的电化学响应，而胸腺嘧啶在裸金电极上是没有响应的。 4．将血红蛋白(Hb)在1-乙基-3-(二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)的偶合作用下，共价修饰到多壁碳纳米管表面，组装了血红蛋白-碳纳米管(Hb-CNT)复合物。通过电化学方法，研究了血红蛋白在Hb-CNT复合物修饰电极上的直接电子传递及其对H<,2>O<,2>的电催化行为。研究结果表明，血红蛋白与碳纳米管的共价结合，可以增强其在电极表面的电子传递行为。 5．通过静电自组装方法将血红蛋白自组装到Fe<,3>O<,4>纳米粒子表面，并利用现场电化学接触角检测系统对在有无Fe<,3>O<,4>纳米粒子存在情况下，血红蛋白液滴氧化还原导致的表面接触角的变化进行了研究。研究结果表明，血红蛋白可以通过静电相互作用自组装到Fe<,3>O<,4>纳米粒子表面形成Fe<,3>O<,4>-Hb纳米复合物。同时，现场电化学接触角研究结果显示，血红蛋白的氧化还原过程会导致其本身结构的变化，而这一变化可以引起血红蛋白液滴的亲/疏水性质的改变。此外，Fe<,3>O<,4>-Hb纳米复合物液滴的接触角的变化要大于血红蛋白本身的表面接触角的变化，表明现场电化学接触角可以作为一种新的检测方法来研究一些特殊的生物过程。 6．我们对四庚基铵盐(tetraheptylammonium)修饰的Fe<,3>O<,4>纳米粒子在白血病K562细胞的药物吸收中的作用进行了研究。研究结果表明，通过将生物相容性Fe<,3>O<,4>纳米粒子与抗肿瘤药物柔红霉素或阿霉素联用，可以明显地提高柔红霉素或阿霉素在白血病K562敏感和耐药细胞中的沉积。同时，Fe<,3>O<,4>等纳米粒子与抗肿瘤药物联用可以作为一种新的方法来克服肿瘤治疗中产生的多药耐药性问题。此外， Fe<,3>O<,4>等磁性纳米粒子与白血病K562细胞相互作用的研究显示，Fe<,3>O<,4>等磁性纳米粒子极有可能是通过与K562耐药细胞膜上的耐药蛋白相互作用从而抑制了耐药蛋白的活性，其结果就导致了药物可以在耐药细胞内大量沉积。