光纤生物传感器具有探头直径小、信息传输容量大、抗干扰能力强、响应快、成本低、可实时在线检测等优点,近年来一直是国内外的研究热点和快速发展的领域。光学复合生物传感材料的制备是研制高性能光纤生物传感器的关键技术之一。在基于酶催化的光纤生物传感器的研制中,酶固定化载体的结构和性能、固定化酶的性能、复合材料的制备方法对光学复合生物传感材料的性能起着决定性的作用。　　 纳米材料具有优异的物理、化学性能,将纳米技术、薄膜技术和光纤传感器制备技术结合起来,是提高光纤生物传感器综合性能的有效手段。由于SiO2纳米粒子和CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子具有比表面积大、化学稳定性高、生物相容性好和亲水性强等优点,本学位论文制备了上述纳米粒子,并以其为载体制备了固定化葡萄糖氧化酶(GOD)。采用改进的溶胶.凝胶成膜技术,将荧光指示剂(Ru(bpy)3Cl2)和CoFe2O4／SiO2磁性纳米粒子固定化酶同时复合在溶胶-凝胶基质中,制备出同时具有催化和光敏特性的光学复合生物敏感膜,由该敏感膜构建了基于酶催化的光纤葡萄糖传感器,提高了传感器的性能,从而为光学复合生物敏感膜的多功能化和光纤生物传感器的高性能化打下了基础。本学位论文主要从以下几个方面进行了系统的研究:1.制备和表征了SiO2纳米粒子和CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子；2.以SiO2纳米粒子和CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子为载体,制备了固定化GOD,获得了最佳固定化条件；3.研究了固定化GOD的催化性能和稳定性；4.制备了同时含有固定化酶和光敏剂的光学复合生物敏感膜,构建了基于该敏感膜的光纤葡萄糖传感器,研究了传感器的性能。　　 本学位论文的主要结果如下:　　 1、制备了SiO2纳米粒子和CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子,并对其进行了表征,通过改变反应条件,实现了对粒子形貌和粒径的调控。　　 (1)利用St(O)ber法,制备出单分散性好的SiO2纳米粒子,获得的SiO2纳米粒子为球形,粒径大小为100nm左右。　　 (2)建立了一种制备CoFe2O4磁性纳米粒子的新方法。研究了CoFe2O4磁性纳米粒子合成过程中影响因素,制备出单分散性好的CoFe2O4磁性纳米粒子,其粒子粒径为9.0nm左右,饱和磁化强度为51.7emu／g,具有超顺磁特性。　　 (3)利用改进St(O)ber法,通过SiO2初级粒子对CoFe2O4磁性纳米粒子进行包覆,得到了CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子。通过正硅酸乙酯和3-氨基丙基三已氧硅烷共水解-聚合得到氨基化CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子。磁性纳米复合粒子的粒径为60nm左右,饱和磁化强度为35.4emu／g,具有磁响应性好和表面游离氨基数量高等特性。　　 2、用共价交联法,以戊二醛为交联剂,制备了以SiO2纳米粒子和CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子为载体的固定化GOD,研究了其固定化条件。　　 (1)SiO2纳米粒子固定GOD的最佳条件是:戊二醛的浓度为1％(v／v),交联溶液pH值为6.5,最佳给酶量为2.5mg,载体用量为34mg(相当于给酶量与载体比值为73.5mg／g),4℃下GOD交联时间为12h。在最优固定条件下,固定化GOD活性为5.03U／mg,酶活回收率为68.0％。　　 (2)CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子固定GOD的最佳条件是:戊二醛的浓度为1％(v／v),戊二醛交联时间为3h,交联溶液pH值为7.0,最佳给酶量为0.4mg(载体用量为3.0mg,相当于给酶量与载体比值为133.3mg／g),4℃下GOD交联时间为12h。在最优固定条件下,固定化GOD活性为8.33U／mg,酶活回收率为62.5％。　　 (3)对以上固定化GOD的酶载量、酶活和酶活回收率进行了分析,结果表明CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子在固定GOD方面更有优势。　　 3、研究了两种固定化GOD的催化性能和稳定性,获得了其最佳催化条件,两种固定化酶比游离酶具有更好的热稳定性、储存稳定性和操作稳定性。　　 (1)以SiO2纳米粒子为载体的固定化GOD其最适催化pH值和最适催化温度分别是7.0和60℃；保温一段时间,在60℃水浴中受热25min,固定化GOD还可以保持85％的初始活性,而游离GOD活性则下降至初始活性的15％；在4℃冰箱中存放28天后,固定化GOD的活性还可以保持初始活性的89％,而游离GOD活性则下降至初始活性的42％；在重复使用7次后,固定化GOD的活性还可以保持初始活性的80％。　　 (2)以CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合粒子为载体的最适催化pH值和最适催化温度分别是7.0和50℃；最适催化条件下固定化GOD的Km值和Vmax煅值分别14.6mM和0.116mmol／mg·min；保温一段时间,在50℃水浴中受热25min,固定化GOD还可以保持初始活性的80％,而游离GOD活性则下降至初始活性的20％；在4℃冰箱中存放28天后,固定化GOD的活性还可以保持初始活性的87％,而游离GOD活性则下降至初始活性的40％；在重复使用7次后,固定化GOD的活性还可以保持初始活性的57％。　　 4、用改进的溶胶-凝胶技术制备了同时含有固定化酶和光敏剂的光学复合生物敏感膜,构建了基于此敏感膜的光纤葡萄糖传感器,研究了传感器的性能。　　 (1)以盐酸为催化剂,利用改进的溶胶-凝胶技术,通过DDS／TEOS共水解-缩合成凝胶过程,制备了同时含有CoFe2O4／SiO2磁性纳米复合固定化GOD和荧光指示剂(Ru(bpy)3Cl2)的光学复合生物敏感膜,该敏感膜不易开裂,机械强度高,韧性好。　　 (2)利用锁相放大技术,构建了基于荧光猝灭原理的光纤葡萄糖传感器,传感器探头组装有上述光学复合生物敏感膜。传感器的检测上限达到650mg／dL,检测下限达到10mg／dL,响应时间为20s,线性检测范围为50～600mg／dL。　　 (3)传感器具有较好的长期稳定性和重复性。光学复合生物敏感膜在储存30天后相对滞后相移ψ值下降约14％；对相同浓度的葡萄糖溶液分别进行5次测量,滞后相移ψ的相对标准偏差小于±1.5％；对不同浓度的葡萄糖溶液进行3次重复性测定,滞后相移ψ的相对标准偏差小于±3.2％。　　 (4)研究了人体体液中常见分子或离子对该传感器测定葡萄糖的干扰情况,各物质的干扰率均小于2.60％；对实际样品进行了测试并做了回收试验,各回收样品的回收率在95％～103％之间。