生化需氧量（BOD）表示水中微生物在生化作用下氧化分解有机物时所消耗的溶解氧的量,是水质监测中常用的指标之一,体现了水体中可生物降解的有机物含量,对于污染水质治理具有重要意义。BOD的标准分析方法为稀释与接种法,其检测程序繁琐,分析时间长达五天,无法及时反映水体污染情况。用于BOD检测的生物传感器法响应迅速、灵敏度高、设备易微型化,在生化需氧量的分析测试中展现出了巨大的潜力。传统的氧电极型BOD生物传感器受制于水体中低下的溶解氧浓度,检测性能有所欠缺,而介体型BOD生物传感器能够以氧化还原介体替代溶解氧作为微生物生化降解过程中的电子受体,大幅提升了传感器的精确性和灵敏度。介体型BOD传感器中,微生物细胞和介体往往以分层固定或游离形式存在。本文对介体和微生物的存在形式进行了改进,研制了一种新型的BOD微生物传感器。使用海藻酸钠改性的聚乙烯醇凝胶做为微生物包埋载体,将地衣芽孢杆菌固定至玻碳电极（GCE）表面,形成微生物敏感膜,于敏感膜内引入中性红（NR）单体,电聚合形成氧化还原介体聚中性红,实现了介体与微生物细胞的共固定化。并对传感器制备过程中的工艺参数进行了全面优化、对传感器性能进行了详细分析与评价。主要结论如下:1、研究了氧化还原介体聚中性红（PNR）的电聚合过程,发现:电引发操作可促进PNR的聚合,增大PNR的聚合量;PBS的缓冲作用能够使NR和PNR保持较好的氧化还原性能。优化了PNR聚合条件:PBS浓度0.5 mol/L;支持电解质选用Na NO3,浓度0.1 mol/L;NR单体浓度0.5 mmol/L;p H值6.86。2、研究了传感器微生物敏感膜内PNR动力学性质,结果表明,敏感膜内部PNR与GCE表面PNR的动力学性质存在差异,前者电极反应表现为扩散过程控制,后者为吸附过程控制。优化了传感器制备过程工艺参数:包埋凝胶配比5%PVA-1%SA,敏感膜内菌浓度为0.1 g/m L,滴涂量5μL,聚合温度25℃。固定化PNR的性能显著强于游离的NR。相较于介体和微生物细胞分层式的结构,共固定化的单层结构优化了传感器的响应性能。3、研制的BOD微生物传感器线性检测范围为4～56 mg/L BOD,线性相关度0.9992,检出限为2 mg/L,响应时间600 s,至少能在两个月内保持稳定性。敏感膜内微生物在30天内保持良好的活性,存活率80%以上。测试环境的最适温度为30～35℃,最适p H值6.9～7.3,轻度碱性环境对传感器性能影响较小。重金属离子中,Cu2+对微生物活性的抑制较为明显,Zn2+、Mn2+和Fe3+对传感器响应情况的影响可以忽略。4、使用BOD微生物传感器对多种石化污水进行了BOD测定,并和稀释与接种法对比,测定结果相对误差可达到10%以内,能够基本实现对真实水样BOD值的测定,在水环境监测领域中有着广泛的应用前景。