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电化学传感器由于具备设备成本低、检测灵敏度高、仪器操作简单、响应快以及可在线或实时监测等优势,已成为应用最广泛的分析方法之一。然而,电化学传感器在对实际样品进行分析时,工作电极容易被复杂基质中的颗粒物（如灰尘）或大分子（如蛋白质、淀粉等）所玷污,阻碍目标分析物向电极表面的扩散,亦或是被共存的大量干扰物质所干扰,从而影响检测的重现性、灵敏度和准确度。此外,未经处理或修饰的裸电极在分析检测中的灵敏度有限,在对低目标物含量的样品进行分析时存在困难。因此,稳定、准确、灵敏地检测复杂基质中的活性分析物在生物、医学和环境分析中至关重要。为了增强工作电极的防污性能、提高电极检测的灵敏度,可对电极进行处理或修饰。垂直有序介孔二氧化硅薄膜（VMSF）是一种新型介孔材料,由二氧化硅构成,表面绝缘且化学性质稳定。VMSF具有高密度且垂直于电极基底的孔道,孔径小（2～3 nm）且均一。因此,将VMSF修饰在工作电极表面不会影响小分子目标物向电极表面的扩散,且可将大分子干扰物阻挡在孔道外,提高电极的防玷污、抗干扰性能。此外,VMSF表面含有大量的硅羟基（p Ka～2）,可与有机硅烷通过共价键连接,因此它具有易修饰、荷电性可调等特点。VMSF在常规p H溶液中带负电,因此可将带正电的目标分析物富集在孔道内,增加目标物在电极表面的浓度,提高检测的灵敏度。VMSF孔壁上的硅羟基还可与许多有机小分子产生氢键相互作用,因此VMSF修饰电极在有机小分子检测中具有得天独厚的优势。已有大量文献报道了VMSF在各种电极上的修饰,并用于电化学分析。然而,现有的工作是有限的,主要是利用VMSF孔道与目标物之间的相互作用来实现高灵敏检测。为了进一步提高VMSF修饰电极的性能,可对电极基底进行改性,或对电极自身结构进行改进与处理。目前,VMSF主要以氧化铟锡（ITO）电极作为基底,但ITO电极对许多有机小分子表现出较高的过电位,难以直接检测一些重要的有机分子（如氨基酸、核酸碱基等）。因此,可通过改变传感策略（如引入电活性电子媒介体）,通过目标有机分子与媒介体之间的相互作用来进行目标物的间接高灵敏检测。基于以上的研究现状,本论文在制备简单,易于集成和微型化的金膜（Au F）电极上预修饰β-环糊精功能化石墨烯（CDG）作为粘合层整合VMSF,制备VMSF/CDG/Au F电极;在相较于二维电极具有更大电活性面积的电化学活化三维石墨烯（p-3DG）电极上整合VMSF,制备VMSF/p-3DG电极;在ITO电极上直接整合VMSF制备VMSF/ITO电极;实现了复杂样品中药物分子、生物分子的直接或间接高灵敏检测。具体研究内容如下:（1）在电化学性能良好、制备简单、易于集成和小型化的Au F电极上预先修饰CDG纳米复合材料作为导电粘合层以整合VMSF,最终制备VMSF/CDG/Au F电极。CDG不仅具备环糊精的超分子富集能力还具备石墨烯的高导电率和电催化活性。此外,CDG呈二维层状结构且表面含有大量的羟基,有利于VMSF在其表面的粘附。因此,所制备的VMSF/CDG/Au F电极不仅具备CDG优异的特性,还具备VMSF的防玷污、抗干扰以及静电或氢键富集能力,实现了扑热息痛药片中对乙酰氨基酚（APAP）的高灵敏检测。VMSF/CDG/Au F电极对0.2至50μM的APAP具有灵敏的检测能力,检出限为14 n M。（2）具备三维结构的3DG电极相较于二维电极（如玻碳电极）具有更大的电活性面积。通过简单的电化学极化过程可以在3DG表面引入缺陷和含氧官能团,制备p-3DG电极,其相较于裸3DG电极具有增强的亲水性和电催化性能。p-3DG上的含氧官能团有利于VMSF的粘附,因此我们将VMSF整合在p-3DG电极上制备VMSF/p-3DG电极。相较于第一个工作中使用纳米材料对电极基底进行改性的方法,本工作通过选用改进的电极结构和简单的电极预处理方法,实现了VMSF的免粘合层修饰及电极性能的增强。使用X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、电化学等方法证明了VMSF/p-3DG电极的成功制备。基于p-3DG的电催化特性、丰富的边缘活性位点、增大的比表面积以及VMSF的静电富集能力,VMSF/p-3DG电极实现了尿液中抗精神病药物分子甲硫哒嗪（TR）的高灵敏检测,表明了VMSF/p-3DG具有一定的实际样品分析潜力。（3）由于ITO电极对许多有机小分子表现出较高的过电位,在检测生物分子（如核酸碱基）时存在困难,且VMSF修饰电极的性能主要取决于电极基底的电化学特性。因此,VMSF修饰的ITO电极（VMSF/ITO）无法直接高灵敏检测核酸碱基等生物分子。本工作通过EASA法直接在ITO电极表面生长VMSF,制备VMSF/ITO电极。与上述两个工作不同,本工作未对电极基底进行修饰或预处理,而是通过引入电活性电子媒介体Ru（bpy）32+,基于VMSF对Ru（bpy）32+的静电富集作用和鸟嘌呤电催化氧化Ru（bpy）32+的特性,可实现生物分子鸟嘌呤的间接高灵敏检测。实验结果表明,当Ru（bpy）32+含量不同时,VMSF对Ru（bpy）32+的富集所需时间也不同,且相同浓度的鸟嘌呤对不同浓度Ru（bpy）32+的电催化氧化作用效果也不同,因此,可通过调控的Ru（bpy）32+探针的含量来改变鸟嘌呤的检测范围。所设计的传感器可应用于啤酒中鸟嘌呤的直接、快速灵敏检测以及更昔洛韦滴眼液中的更昔洛韦含量的准确检测。