碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）作为吸附剂的应用引起了国内外科学家的广泛关注。碳纳米管凭借其优异的吸附性能,已用于分离富集多种多样的痕量分析物。然而,功能化的碳纳米管用作吸附剂,在高选择性、高灵敏度的分析检测方面,所得到的关注仍然较少。本论文旨在发展生物功能化的碳纳米管的合成方法、表征及其作为新型选择性吸附剂在痕量分析中的应用,主要研究内容和创新点如下:（1）将L-半胱氨酸功能化的碳纳米管用于痕量金属离子的选择性分离与富集。合成了L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管并通过XPS、FT-IR、XRD和TEM的表征。分别从动态和静态吸附的角度,评价了L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管的选择性富集与分离重金属的性能。L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管不受离子强度影响成为了其显著的优点。其在pH 5.0～6.5范围内,L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管可以有效地富集Cd²⁺;使用0.5 mol L^-1HCl洗脱后,由火焰原子吸收光谱检测。L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管可以快速地吸附Cd²⁺。相对于未修饰的碳纳米管,在与其他金属离子共存的抗干扰方面,有10到1600倍性能的增强。此方法已成功应用L-半胱氨酸功能化的多壁碳纳米管作为高选择性吸附剂,在线固相萃取复杂基质中的Cd²⁺离子。以5.0mL min^-1流速富集60 s,富集倍数为33倍。检出限（3σ）为0.28μg L^-1,而样品通量为36 h^-1。11次重复测定10μg L^-1 Cd²⁺精密度为1.6%。所建立的方法成功地用于各种环境和生物样品中的痕量检测。（2）研究了蛋白质功能化的碳纳米管用于痕量金属离子的选择性分离与富集。将构建、表达、提取并纯化得到的组氨酸标签的蛋白质用于多壁碳纳米管的功能化,并利用UV-vis、AFM和XRD等手段进行表征。分别从动态和静态吸附的角度,评价了组氨酸蛋白功能化碳纳米管的性能。在pH 4.0～5.5范围内,组氨酸标签的蛋白质功能化的多壁碳纳米管可以有效地富集Cu²⁺;在pH 5.0～6.5范围内,可以有效地富集Ni²⁺。使用0.2 mol L^-1咪唑-盐酸洗脱后,由火焰原子吸收光谱检测。组氨酸标签蛋白功能化的的多壁碳纳米管可以快速地吸附Cu²⁺和Ni²⁺。因此,相对于未修饰的碳纳米管,在与其他金属离子共存的抗干扰方面分别有20000和1800倍的改善。以5.0 mL min^-1流速富集60 s,富集倍数分别为（Cu）29倍,（Ni）28倍。检出限（3σ）分别为:0.31μg L^-1（Cu）、0.63μg L^-1（Ni）,而样品通量为40 h^-1。11次重复测定10μg L^-1 Cu²⁺、15μg L^-1 Ni²⁺精密度分别为:2.4%（Cu）、2.5%（Ni）。此方法已成功应用组氨酸标签蛋白功能化的碳纳米管作为高选择性吸附剂,用于痕量铜和镍在多种环境和生物样品中的测定。（3）构建了集免疫-磁性-荧光为一体的多功能碳纳米管,并建立了痕量溶藻弧菌的快速定量检测方法。合成了免疫-磁性-荧光多壁碳纳米管,并通过UV-vis、SEM、FT-IR、VSM和FL表征。考察了此复合功能材料吸附细菌的行为。材料的功能单元:其一,抗体能够高度专一性的识别抗原,聚乙二醇分子又可以显著地降低非特异性吸附,通过PCR-DNA琼脂糖凝胶电泳来验证来评价免疫-磁性-荧光多壁碳纳米管的选择性吸附性能。其二,在功能化的过程中,仍保留了多壁碳纳米管中的一部分金属颗粒Ni催化剂,作为免疫磁性介质分离致病性菌体。其三,利用高效的荧光有机试剂1-芘丁酸,能够与多壁碳纳米管的侧壁的强π-π堆积作用,既可以转化形成水分散性纳米荧光复合物,又可以成为纳米荧光复合物连接抗体蛋白的“桥梁”。实验测定溶藻弧菌的线性范围为3.0×10⁴～1.5×10⁷ cfu mL^-1,检测限（3σ）为8.4×10³ cfu mL^-1,11次重复测定2.0×10⁵ cfu mL^-1溶藻弧菌精密度为1.4%。免疫-磁性-荧光多壁碳纳米管可以应用于痕量溶藻弧菌的快速定量检测。