作为一类重要的食品组分,小分子化合物是影响食品质量的关键性因素。一方面,外源或内源性有害小分子物质能够严重威胁食品安全,另一方面,具有生物活性的小分子决定着食品的营养价值。由于小分子化合物结构多变、含量低、且生物活性复杂,使得其含量测定和活性评价难度较大。对这类物质的含量和活性进行准确、快速、高效地检测是保证食品安全和品质及维护人类健康的当务之急。作为一种新兴的技术,电化学以其灵敏度及选择性高、成本低廉与操作简单等优点,在小分子物质的含量测定和活性评价方面显示了独特的优势。本论文针对食品安全中备受关注的沙丁胺醇残留和伏马毒素污染及农产品中的酚类物质抗氧化性能的检测展开了系列研究,利用纳米技术通过抗原抗体之间的特异性识别构建了检测沙丁胺醇和伏马毒素的电化学生物传感器,并测定了酚酸和查尔酮的含量及抗氧化活性。具体研究内容如下:1.基于纳米材料和免疫识别构建检测沙丁胺醇的电化学生物传感器在这一部分中,我们通过沙丁胺醇（半抗原）和沙丁胺醇-BSA抗原与抗体之间的竞争性免疫反应,利用多壁碳纳米管和纳米金的优良导电性能,构建了特异性检测沙丁胺醇的电化学免疫传感器,运用示差脉冲伏安法检测了沙丁胺醇浓度。在1.5～35 ng mL^-1范围内,电流差值（ΔI）与沙丁胺醇浓度对数值呈良好线性关系,其检测限达到0.26 ng mL^-1。结果表明,该传感器具有较高灵敏度和精确度,且操作简单,可运用于沙丁胺醇的现场检测。2.基于碳纳米管修饰丝网印刷电极构建检测伏马毒素的电化学生物传感器在这一部分中,我们采用一次性丝网印刷电极,利用碳纳米管的优良导电性能,基于抗原抗体的识别效应构建了一种抛弃型的可用于伏马毒素B₁快速实时检测的电化学免疫传感器。与非可抛型电极相比,该传感器所用电极在使用前无需预处理,避免了交叉污染,提高了批量检测的精度和重现性。在优化条件下,伏马毒素的线性响应范围为5.0～1000ng mL^-1,检出限为1.5 ng mL^-1,平均实际样品回收率为93.05%。该传感器展现了宽的检测范围,高的灵敏度和精密度,有望对污染粮食和饲料中的伏马毒素进行现场检测。3.蜂蜜中酚酸类物质的电化学行为及其抗氧化性能研究在此部分中,我们将电化学技术中循环伏安法和示差脉冲伏安法的优势相结合,对市场中10余种单花蜂蜜中酚酸类物质的含量和抗氧化活性进行了定量分析。研究显示,紫云英蜜酚酸含量最高,为57.22μg g^-1;黄连蜜含量最低,为9.06μg g^-1;且单花蜂蜜的抗氧化活性与酚酸类物质含量之间呈现正相关:酚酸含量较高的紫云英蜜和洋槐蜜的抗氧化活性也较高,酚酸含量较低的枣花蜜、黄连蜜和枇杷蜜的抗氧化活性也较低。此外,我们还采用经典生物化学法（F-C法、DPPH脂质清除率与FRAP法）研究了蜂蜜中酚酸的含量及抗氧化活性,并将电化学分析结果与之进行了比较和相关性分析。实验表明,电化学检测法与传统测定法的抗氧化活性或者酚酸含量测定有所区别,但两者之间均具有较高的相关性,这主要归因于酚酸类物质对不同方法敏感度的差异。前述结果表明了电化学技术可以用来测定酚酸含量及其抗氧化活性,能够对以酚酸为主要成分的特色农产品质量进行评估。4.明日叶中查尔酮类物质的电化学行为及其抗氧化性能在运用超高效液相色谱质谱法分析明日叶中10种主要查尔酮成分的基础上,我们首先运用电化学技术检测了明日叶植株不同部位的查尔酮含量及其抗氧化能力,研究显示明日叶植株中,叶子部分的查尔酮含量最高,为839.55μM g^-1。同时运用电化学方法检测了查尔酮的重金属螯合作用,结果表明查尔酮对三种重金属离子(Cu²⁺,Pb²⁺和Cd²⁺)均有不同程度的螯合作用;在中性或弱碱性条件下（pH 7.0或8.0）,查尔酮对Cu²⁺和Pb²⁺具有最强的螯合作用。此外,我们还采用光谱法、体外细胞实验、大鼠脑出血模型体内实验证实了明日叶源查尔酮具有良好的抗氧化活性,可有效抵抗神经元细胞的氧化损伤,明显改善脑出血大鼠行为学,减轻脑水肿,改善出血区脑代谢水平,缓解出血引起的继发性脑损伤。这些结果与电化学检测结果高度一致,表明了电化学技术能够用于评价查尔酮含量及其抗氧化活性,从而对以查尔酮为主要成分的功能产品质量进行评价。