一氧化氮(NO)是广泛存在于生物体内各种组织器官中的一种活性很强的自由基小分子。内源性NO是L-精氨酸(L-Arg)在一氧化氮合酶(NOS)的作用下形成的一种信使分子,在神经信息传递、心肺功能调节、胃肠动力调控、免疫功能调节等诸多过程中承担着重要的生理功能。外源性NO供体药物与NO合酶抑制剂在生物临床上也具有很重要的治疗价值,但是过高浓度的NO也不利于生物体的健康。因此探索高灵敏,高选择性的测定内源性与外源性NO浓度的方法对于揭示NO的生理功能、某些疾病的诊断治疗及药物药理作用研究有着非常重要的意义。电化学方法灵敏度高,响应快,可以对NO进行实时、在线检测,因此在NO检测方面有着举足轻重的地位。依赖于各种化学修饰膜界面的电化学传感器,是目前最受重视的NO检测方法。开发研制高灵敏度、高选择性以及能够实现NO活体分析的电化学传感器一直是科学家们努力的方向。这其中最关键的环节就在于设计高选择性NO分子敏感膜与高催化活性的修饰材料来构建电极的微传感界面,深入探讨化学与生物分子对NO的传感机理。光电化学传感器的激发源是光信号,检测的是电化学信号,因此其背景信号较低,灵敏度较高。另外光电化学传感器的设备简单、易于微型化,在分析测定和生物分子识别等方面具有独特的优势。本论文我们基于纳米材料的高催化活性,并结合其它功能化分子材料,构建了高灵敏、高选择性和高催化活性的传感界面,用于NO电化学传感器和光电化学传感器的制备,并探索了其在生物医药方面的应用价值。主要内容如下：(1)通过溶剂热合成法合成了碳纳米管／氧化钨(MWNT/WO3)杂化纳米粒子,透射电镜显示氧化钨纳米粒子均匀地吸附在碳纳米管管壁上,形成杂化的纳米结构。以此构建NO传感界面,制备了一种基于MWNT/WO3/Nafion/GCE的NO电化学传感器。NO在该传感器上显示出灵敏的电催化氧化响应,NO的氧化峰电流与其浓度在36nmol/L～1.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为18nmol/L (S/N=3)。选择性渗透膜Nafion的引入可以有效提高该传感器的选择性。该传感器可用于NO供体药物硝普钠和S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)在光照下NO释放的监测。(2)基于石英纤维独特的性能,如良好的机械强度,微小的尺寸和均匀的特质,采用化学表面成核和晶体生长技术,在石英纤维表面成功构筑了纳米金导电超薄膜界面,制备出一种新颖的纳米金修饰石英纤维微电极(GFME)。该纳米金超薄膜经进一步电沉积烟酰胺(NA)后,对NO的氧化有高度的催化活性,外层以Nafion作为选择性膜,从而构建出一种高灵敏,高选择性的NO微传感器。该微传感器线性范围宽(7.2nmol/L～18μmol/L)检出限低(2nmol/L),可以有效抵抗常见共存物质(如抗坏血酸和尿酸等)的干扰。另外,GFME的制作方法简单,成本低廉,催化活性高,体积纤小,具有较好的强度和韧性,更适用于活体组织的应用研究。(3)采用机械填充法制备了基于乙炔黑纳米材料的低成本的碳糊微电极,然后通过电沉积的方法构建了有机染料亚甲蓝修饰乙炔黑纳米材料的传感界面,经覆盖一层Nafion膜后得到了一种亚甲蓝修饰的微传感器。该传感器对NO的氧化具有明显的催化效果,NO的氧化峰电流与其浓度在18nmol/L至76μmol/L范围内具有良好的线性关系。传感器响应的灵敏度为0.12μA/μmol/L,检出限为9nmol/L。另外,该传感器具有良好的抗干扰能力,可以用于实际样品小鼠肝脏组织中NO释放的检测。(4)采用喷墨打印技术制备了环境友好型的纸质纳米金电极阵列,使用还原型石墨烯包埋血红蛋白构建了对NO电催化性能良好的传感界面,制备了Hb/rGO/GNPs阵列生物传感器。该传感界面结合了纸基底比表面积大,纳米金导电能力强,催化活性高和石墨烯良好的生物相容性等优点。血红蛋白在该膜界面上可以获得稳定的,准可逆的直接电化学过程。实验证实,Hb/rGO/GNPs阵列生物传感器对NO和H202表现出良好的电催化效果,可以用于NO和H202的灵敏检测。(5)通过空气氧化自聚合方法制备了强亲水性的氢醌聚合物,然后利用聚氢醌(PH2Q)和富勒烯C60之间π-π共轭作用,通过简单的机械碾磨方法,实现了富勒烯C60的非共价修饰,得到了能够稳定分散在水溶液中的C60/PH2Q复合物悬浮液。NO在C60/PH2Q修饰的ITO电极上具有明显的光电流响应,证明C60可以催化NO的光电化学还原过程。NO的光还原电流与NO的浓度在0.2μmol/L～100μmol/L的范围内具有良好的线性关系,检出限为40nmol/L,可以依此制备NO光电传感器。主要干扰物NO2-在此传感器上没有明显的光电响应,证明该光电传感器对NO测定的高选择性。另外,C60对NO自由基有效的消除效果预示着其在生物医药和临床领域的潜在应用价值。