众所周知,传统的纳米颗粒（Nanoparticles,NPs）电化学是在宏观尺度下考察纳米颗粒聚集体的平均电化学行为,然而颗粒间的异质性与不可忽略的相互作用使得常规方法无法精准获取单个纳米颗粒的电化学本征信息。单颗粒碰撞电化学作为近年来快速发展的电化学分析新方法,能够在微纳尺度下对单个纳米颗粒进行电化学表征和分析,这对揭示纳米限域尺度下的物化性质与过程具有重大科学意义。本论文首先在第一章中对单颗粒碰撞电化学的方法、基本原理和应用进行了综述,随后在第二、三章节中详细讨论了基于单颗粒碰撞电化学原理的两项研究。在第二章中,结合实验和模拟,系统研究了La Ni O3纳米酶颗粒聚集体与单个La Ni O3颗粒分别催化H2O2还原反应的动力学与物质传输差异。研究发现,不改变纳米酶聚集体与单个纳米酶颗粒的反应动力学,仅仅通过增大物质传输效率,就可改变纳米酶对H2O2反应产物的选择性,为提高催化剂的效率和选择性提供了新的思路,也为改进催化剂的工作方式带来了新的可能。在第三章中,利用α-甲胎蛋白（Alpha-fetoprotein,AFP）与AFP核酸适配体之间的强相互作用力,通过释放铂纳米颗粒（Pt Nanoparticles,Pt NPs）上配位连接的AFP核酸适配体,在Pt NPs单颗粒碰撞电化学实验中观察到了恢复的肼氧化电流信号。此方法实现了原发性肝癌的典型肿瘤标志物AFP的特异性检测,并借助于单颗粒碰撞电化学理论上可将检测限降低到单体水平的特点与优势,有望实现超高灵敏度液体活检。具体研究内容如下所述:（1）采用水热法成功合成了立方体形状的多孔La Ni O3纳米酶,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜表征了其形貌,采用X射线衍射法表征了其晶体结构。通过循环伏安法研究了La Ni O3纳米立方体（La Ni O3 Nanocubes,La Ni O3 NCs）聚集体催化H2O2还原的反应过程,并结合理论模拟,深入探索了La Ni O3 NCs催化H2O2还原的反应动力学及物质传输过程。模拟研究表明,随着H2O2扩散系数的增大,H2O2还原反应（Hydrogen Peroxide Reduction Reaction,HPRR）峰电流与O2还原反应（Oxygen Reduction Reaction,ORR）峰电流的比值也不断增大。（2）在单个NP水平上,通过采集不同电位下,单个La Ni O3 NCs在碰撞电极过程中催化H2O2还原的电流-时间曲线并分析单个纳米粒子产生的平均电流,得到了等效于单个纳米酶颗粒的伏安曲线。同时,通过理论模拟绘制出单个La Ni O3NCs催化H2O2还原的伏安曲线。结合实验和模拟,发现在不改变任何动力学参数的情况下,仅仅因为单个纳米酶颗粒上H2O2的传质速率显著提高,HPRR与ORR的电流比值便提高了4倍,改变了La Ni O3 NCs催化H2O2还原产物的选择性。（3）通过溶液相种子生长法合成了Pt NPs,由SEM和TEM表征证明Pt NPs为形貌均一的球形。单个Pt NPs在与碳微电极（Carbon Ultramicroelectrode,CUME）碰撞过程中可有效催化N2H4氧化,产生阶梯状电流信号。将Pt NPs与AFP核酸适配体通过Pt-N配位作用连接形成Pt NPs-AFP aptamer偶联物,导致AFP核酸适配体的存在抑制了Pt NPs催化肼氧化的电子转移。继而将该偶联物与APF蛋白进行孵育,由于AFP与核酸适配体之间的特异性强相互作用,核酸适配体从Pt NPs表面脱附,导致阶梯状电流信号的恢复,实现了AFP的特异性检测。该基于纳米颗粒碰撞电化学的新型检测方法目前可对浓度为30 ng/m L的AFP进行了检测,并具有良好的选择性。