生物医学和环境化学是21世纪的两个重要研究领域,上述领域的发展也催生了一系列新功能性传感器的研究与开发。其中结合了物理、生物、化学和信息技术等多门学科的知识的生物化学传感检测器件与系统,为生物医学和环境化学（包括临床诊断、环境监测、食品等）提供了多种物理量、生物量和化学量的精确检测和分析数据。在生物化学传感体系中,传感器的特异性、重复性、检测灵敏度以及检测时间尤为重要。近年来,由于光纤本身具有可弯曲、体积小巧、耐腐蚀、抗电磁干扰、多点复用等众多优势,使得光纤传感器的研究越来越被关注。通过灵巧的结构设计与功能材料修饰,光纤生物化学传感器无论在实验测试还是野外测量,均展示出极大的发展潜力。倾斜光纤光栅表面等离子共振（Surface pasmon resonance,SPR）技术由于具有高折射率分辨率、高折射率灵敏度、温度自校准的突出特点,在生物、化学、医学等领域受到越来越多研究者们的关注。本文是围绕倾斜光纤光栅SPR传感器,主要做了如下工作:1.设计研制了倾斜光纤光栅SPR高灵敏度免标记的雌激素17β-Estrodiol（E2）传感器。金膜表面修饰了特异性修饰膜巯基-聚乙二醇-脱硫生物素（Thiol-PEG-Desthiobiotin,SH-PEG-DTB）交联剂,SH可以与金结合,DTB能够特异性地结合链霉亲和素（Streptavidin,STV）与E2的缀合物（STV-E2）,DTB与STV-E2之间的结合可以通过十二烷基硫酸钠（Sodium dodecyl sulfate,SDS）溶液解离,我们最终实现了对E2雌激素的免标记、高灵敏检测,检出限低至10 ng/L,检测时间为400 s。2.设计研制了膜厚调制型倾斜光纤光栅SPR过氧化氢（H2O2）和血糖（D-glucose）传感器。H2O2腐蚀光纤表面银纳米镀膜,破坏SPR激发条件,使SPR衰减包络逐渐减弱。通过检测SPR衰减包络变化速率,可以精确获得H2O2的浓度和对应的D-glucose含量（在人体血清中加入定量葡萄糖氧化酶,其催化待测D-glucose产生H2O2）。实验结果表明,该传感器H2O2检出限可达0.2μg/L,检测时间20min,而且我们还测定了人体血清中D-glucose（0 m M-12 m M）的浓度,检测结果与传统电化学方法有很好的一致性,验证了膜厚调制作为一种新的检测方法的可行性。3.设计研制了镀钯（Palladium,Pd）大角度倾斜光纤光栅SPR氢气（Hydrogen,H2）传感器。该光纤光栅内部倾斜角度为23°,可实现有效折射率低于1.0的包层模激发,通过纳米金镀膜,可在空气环境下实现SPR的高效率激发。通过在金膜表面进一步镀Pd膜,实现传感器对H2的特异性敏感响应。基于理论优化和实验验证,当金膜厚度和Pd膜厚度分别为30 nm和7 nm时,光纤SPR传感器可实现在0和1.7%的H2浓度变化范围内的线性响应输出,H2检出限为380 ppm,并得到了氢化钯介电常数与H2浓度之间内在的关系。