本论文围绕电化学生物传感器的两个核心组成部分:换能器及识别元件,基于微加工技术研制了的三维双螺旋微电极芯片;基于纳米技术、自组装技术研究了微电极表面生物敏感膜修饰的方法;基于微电极和自组装纳米修饰研制了糖化血红蛋白以及总磷检测的电化学生物微传感芯片,探讨了生物微传感芯片面向临床诊断及环境监测的应用技术。　　 基于微加工技术设计并制备了三维双螺旋微电极芯片。该微电极芯片包括两支呈螺旋渐开线状的三维立体电极,电极线宽以及电极之间间距都在微米级。该微电极芯片表现出超微电极特有的“S”型电化学循环伏安特性和较高的电流密度。研究表明,该三维双螺旋微电极相当于多个圆环电极的叠加,物质扩散方式以非线性扩散为主,具有较强的电场分布以及较快的响应时间;微米级的电极线宽和间距以及较高的电极高度与电极间距的比例增加了物质的扩散速率,增强了微电极的产生-收集效应。　　 基于微电极阵列并结合混合自组装方法以及纳米修饰技术,提出了混合硫醇包裹纳米金的生物敏感表面修饰方法。被混合硫醇包裹的纳米颗粒在液相中均匀分散,纳米颗粒固化到电极表面后,呈现出较好的分散性,有效增加抗体的固定量。同时,混合硫醇可共价地稳定固定抗体,并减少了干扰物质结合引入的噪声。　　 将微电极阵列与混合硫醇包裹纳米金生物敏感表面修饰方法相结合,研制出用于糖尿病监控的场效应型糖化血红蛋白微传感芯片。利用混合自组装层稳定的共价结合和对非特异性干扰的抑制以及粒径小、均匀分散的纳米颗粒层的纳米效应,使得采用该方法制备的糖化血红蛋白微传感芯片呈现出较高的灵敏度,较好的选择性和稳定性。该微传感芯片实现了对血液中糖化血红蛋白和血红蛋白浓度快速、同时检测,得到了较好的准确性和一致性。　　 利用微电极优势结合纳米技术修饰生物敏感表面研制了一种基于三维双螺旋微电极的新型总磷生物微传感芯片。有效利用三维双螺旋微电极的电化学优势及酶的特异性,该总磷生物微传感芯片呈现出较好的选择性和较高的灵敏度,检测下限低于国家Ⅰ类地表水指标要求。该微传感芯片用于实际水样中总磷的检测,与分光光度法比较呈现出较好的相关性。