表面修饰是生物传感器构建过程中最关键的步骤，通过表面修饰技术，方便地将生物活性物质和固定化材料固定于生物传感器表面，设计特定的分子结构单元来赋予膜特定的功能，使构建的传感器具有许多优点，如灵敏度高、响应快、特异性强、寿命长等。本论文研究工作主要以表面修饰技术为主线，结合纳米材料构建了新型催化型生物传感器，将其应用于实际样品检测；以及可应用于基于细胞因子和受体相互作用的中药有效成分作用机理研究的亲和型生物传感技术，将其应用于活血化瘀中药有效成分赤芍801作用机理的研究中。 论文的主要内容如下： 1.基于表面修饰技术的新型催化型生物传感器的构建及应用研究。利用层层累积(LBL)、溶胶-凝胶(sol-gel)表面修饰技术结合多壁纳米碳管(MWCNTs)制备了葡萄糖生物传感器和L-乳酸生物传感器。分别对酶电极的制备过程参数以及传感器的性能进行了研究。发现： 基于LBL表面修饰技术制备的葡萄糖生物传感器对葡萄糖的响应电流值随着(MWCNTs/GOx)n复合薄膜层数的不同而变化，当(MWCNTs/GOx)n复合薄膜的层数为6时，响应电流值达到最大。(MWCNTs/GOx)6复合薄膜修饰的葡萄糖生物传感器对3×10-2moll-1的葡萄糖的响应电流为1.63μA，响应时间仅为6.7s。该生物传感器检测的线性范围为5×10-4mol1-1～1.5×10-2moll-1，最低检测浓度可达0.9×10-4moll-1。 基于sol-gel表面修饰技术制备的葡萄糖生物传感器中，sol-gel膜的构建优化条件是H2O：TEOS为2.5～3.5、TritonX-100浓度5％、pH5.5。在本实验条件下，多壁纳米碳管的最适固定量为5μl(0.25gl-1)，溶胶-凝胶与酶的优化体积比为3：2。工作电位+0.55V、pH6.5、25℃为所制备的传感器的最适工作条件。该传感器对葡萄糖在0.5-6mmoll-1呈线性响应，响应时间为15s，检出限为0.05mmoll-1。传感器的稳定性好，45天时的响应值仍保持90％。 基于sol-gel表面修饰技术制备了L-乳酸传感器，结果表明：加入纳米碳管以后生物传感器的分析特性被明显提高。加入纳米碳管之前生物传感器的敏感性，线性范围、最低检测限(S/N=3)分别是2.097μAmM-1，0.3-1.5mM，0.8×10-3mM。加入纳米碳管以后生物传感器的敏感性，线性范围、最低检测限(S/N=3)分别是6.031μAmM-1，0.2-2.0mM，0.3×1003mM。该传感器已经成功地应用于实际血样中L-乳酸的检测。 利用铂纳米颗粒和多壁纳米碳管结合sol-gel技术构建了增效的电流型L-乳酸传感器。+0.5V电压、pH6.4、室温是该传感器的最适工作条件。在此优化的条件下，该传感器具有宽的检测范围(0.2-2.0mM)、短的响应时间(5秒)、高的灵敏性(6.36μAmM-1)、好的稳定性(4周连续检测后活性保持90％)。构建的该传感器具有很好的抗干扰能力。通过该传感器对实际血样样品的检测的结果表明：该传感器的检测结果与传统的分光光度法具有很好的一致性。 2.基于表面修饰技术的亲和型生物传感器的构建及应用研究。构建了基于生物素-亲和素和CMD表面修饰技术的IAsys和QCM生物传感技术。并将其应用于细胞因子和受体相互作用及活血化瘀中药有效成分赤芍801的作用机理研究。 分别应用基于生物素-亲和素和CMD表面的亲和型生物传感技术一IAsys生物传感技术和QCM生物传感技术研究赤芍801与细胞因子受体之间的相互作用。并进一步揭示赤芍801在体内的作用靶点及作用机理。通过生物素-亲和素和CMD表面修饰技术，将ET-1、sIL-2R和sIL-6R固定于IAsys生物传感器的样品池表面和QCM基片的表面，分别用IAsys和QCM检测它们与赤芍801、IL-2和IL-6的特异性相互作用，并对赤芍801对IL-2与sIL-2R、IL-6与sIL-6R相互作用的影响进行了研究。发现： ET-1分别以1.21ngmm-2和291.22ngcm-2的密度固定于IAsys样品池表面和QCM基片表面，赤芍801可与其发生特异性亲和反应，结合量分别为1.28ngmm-2和135.92ngcm-2。因而可以阻断ET-1与其受体间的结合，从而拮抗ET-1的生物学活性，扩张血管，抑制血小板聚集。这可能是赤芍801心血管保护作用的机理之一，也就是说除了TXA2之外，ET-1可能是赤芍801在体内的另一个作用靶点。 sIL-2R分别以0.754ngmm-2和170.48ngcm-2的密度固定于IAsys样品池和QCM基片表面，IL-2可与其发生特异性、浓度依赖性亲和反应，结合量分别是0.404ngmm-2和44.46ngcm-2。应用FASTfit软件进行数据拟合并计算其反应的动力学常数，结合速率常数kass=3.83×104M-1s-1，解离速率常数kdiss=1.91×10-2s-1，则KD=4.99×10-7M，KA=2.O×106M-1。赤芍801能够增加IL-2和sIL-2R之间的结合量。 sIL-6R以0.996ngmm-2的密度固定于样品池表面，以297.08ngmm-2的密度固定于QCM基片表面，IL-6可与其发生特异性、浓度依赖性亲和反应，结合量为0.337ngmm-2和33.70ngcm-2。应用FASTfit软件进行数据拟合并计算其反应的动力学常数，结合速率常数kass=1.28×104M-1s-1，解离速率常数kdiss=1.89×10-4s-1，则KD=1.48×10-8M，KA=6.76×107M-1。赤芍801能够增加IL-6和sIL-6R之间的结合量，从而影响IL-6与sIL-6R的相互作用和作用机理。 揭示了ET-1、IL-2/sIL-2R、IL-6/sIL-6R是赤芍801在体内的作用靶点之一。IAsys和QCM生物传感技术是研究细胞因子和受体相互作用和赤芍801作用机理的有效方法。这一研究还将为我们从新的角度设计和寻找赤芍801在体内的作用靶点提供了科学可靠的实验依据；本研究为中药有效成分作用机理的研究提供了一种新的思路和方法。