随着工农业生产的迅速发展，越来越多的有毒物质如重金属和农药等进入水体，对水环境造成严重污染。这些物质在环境中经过复杂的物理、化学和生物转化过程，又会形成新的污染物。有些污染物还可能进入食物链并在生物体内蓄积，对生物产生各种各样的毒性效应。急性生物毒性实验可以对环境污染提供预警，探明环境污染物对机体短时间接触引起的毒害作用。生物传感器因其具有体积小、响应快、可实现原位在线监测等特点，在环境监测领域备受青睐。本论文分别以大肠杆菌为代表的原核生物和以真菌为代表的真核生物酵母菌为受试对象，在对微生物固定化技术研究的基础上，构建了三种全细胞微生物传感器，优化了实验参数，并对水体常见重金属离子、酚类、农药的急性生物毒性进行了检测分析。微生物固定化技术研究表明，基底材料为接枝聚合物PVA-g-P (4-VP)溶胶、PVA-Na2SO4溶胶、PVA-海藻酸盐混合溶胶来固定微生物，传感器均具有很好的毒性分析性能。采用微生物细胞壁预处理技术，有效地提高了检测灵敏度。构建了以大肠杆菌为指示生物的全细胞微生物传感器，初步探讨了其在重金属(Cu2+、Zn2+、Pb2+)及其二元联合毒物、农药污染物（莠灭净、乙酰甲胺磷）及其二元联合毒物的急性生物毒性分析中的应用性能。不同培养周期微生物细胞制备的微生物传感器的毒性分析性能存在一定的差异性，对数生长期的大肠杆菌型全细胞微生物传感器具有良好的毒性响应特性。最优实验条件为E.coli培养16h，苯醌为电子传递介体，呼吸基质pH6-8。所测毒物对E.coli的呼吸抑制作用大小顺序为：Cu2+＞Zn2+＞Pb2+，乙酰甲胺磷＞莠灭净，与发光细菌、鱼类、藻类等其他方法检测所得结果一致，并具有良好的稳定性，RSD<5%。这种电化学全细胞生物传感器毒性分析方法具有快速灵敏、成本低廉、操作简单等优点，有望用于水体急性生物毒性的在线检测。构建了以真菌酿酒酵母为指示生物的的一次性微生物膜传感器，对3,5-二氯苯酚、重金属离子、农药、实际水体的急性生物毒性进行了检测。为了提高检测灵敏度，我们对酵母菌的细胞壁进行了预处理，并通过原子力显微镜、电化学响应、流式细胞仪检测微生物细胞活性这三种方式共同探明酿酒酵母最佳预处理条件。结果表明最灵敏稳定的实验条件为：乙醇预处理细胞16h，苯醌为电子传递介体，呼吸基质pH7。在该一次性微生物膜的制备过程中，我们使用PVA-海藻酸盐混合溶胶来包埋酵母菌，该混合溶胶成大孔网状结构，有利于物质的进入。同时，PVA溶胶还通过Na2SO4诱导成微晶结构，有效降低了溶胶的溶胀性。该一次性微生物膜具有很强的韧性、良好的生物兼容性，检测完一次后更换微生物膜即可进行下一次毒性检测，操作方便。对重金属离子、酚、农药、实际水体的急性生物毒性进行了检测，灵敏度高，RSD<5%，每次检测可在30~40分钟内完成。该一次性微生物膜传感器成本低廉、快速灵敏、使用方便、重复性好，有望用于水体急性生物毒性的在线检测。通过以上部分的研究，我们所制备的基于电化学的全细胞微生物传感器具有良好的稳定性，灵敏、快速和在线监测等特点，有着广泛的推广应用前景。