纳米孔电极作为新兴的电化学传感设备,它囊括了纳米材料和电极优势于一体,相对于传统的电极设备而言,纳米孔电极不仅具有较大的比表面积,而且易于加工改造,极大程度上满足了电极的多功能化应用。本文中我们凭借物理作用将纳米孔材料与电极相结合并成功构建了新型纳米孔电极设备,基于纳米孔的富集效应实现了电化学信号的放大。同时,柱芳烃作为新型大环分子,依靠其独特的结构性质,于超分子化学领域中得到了深入的探索及研究。我们设想将柱芳烃引入到纳米孔电极之中,通过主-客体系的调控作用实现纳米孔电极的多功能化应用,据此,本论文主要围绕着以下几个工作逐次展开:首先,柱芳烃作为新型的主体分子,因其独特的结构性质为研究者们所青睐。为了丰富分子类别,我们进一步设计并改造了柱芳烃基本骨架,利用巯基-烯键的点击反应,实现了柱芳烃分子结构及功能的衍生化,并通过核磁共振氢谱、碳谱及质谱等表征,进一步验证了分子结构,这为我们后续的研究提供了分子基础。其次,在前期分子设计的基础上,我们将衍生化的N-乙酰半胱氨酸柱[6]芳烃分子引入到纳米孔内并作为人工受体,成功构建了柱[6]芳烃调控的纳米孔电极。基于供受体识别效应,即N-乙酰半胱氨酸柱[6]芳烃与喹草酮的主客结合作用,主客体系的引入实现了对电活性离子氧化还原性能的调控,实现了对药物喹草酮的检测,为中性分子的检测器件的研发提供了新的思路。最后,基于纳米孔电极的进一步改进并排除外源性电活性分子的干扰,我们设计合成了氨基二茂铁分子并将其引入到纳米孔电极中作为内标电信号单元。并且通过巯基乙酸柱[6]芳烃与二茂铁的主客作用实现了电子信号传递的调控,构建了门控响应型纳米孔电极。同时,基于巯基乙酸柱[6]芳烃自身的酸碱响应性功能,引入pH调控并进一步实现了纳米孔电极可逆性应用。根据纳米孔电极自身的特性,二茂铁基团可以参与过氧化氢的分解反应并具有催化效应。因此,我们进一步设想将主客体系引入到纳米孔电极中并实现了对过氧化氢电催化的调控。