在城镇化进程加快,工业迅速发展壮大的今天,环境问题日益突出,也成为公众最为关心的问题之一。苯二酚在染料、农药、橡胶等工业领域有着广泛的用途,它同时也具有一定的毒性,低的降解性使其成为了环境中的一类污染物。重金属离子的危害性已为人们所熟知,它们难以被微生物降解,并且可以通过大气、水源、食物等方式进入人体,在人体内的累积严重威胁了人们的健康和生命安全。因此,建立一种灵敏、快速、简便的环境污染物的分析检测方法对控制污染和保护人类生命健康都具有非凡的意义。较之传统的污染物检测分析方法,电化学生物传感器具备的成本低、灵敏度高、选择性优良、响应快等优点,已经在生物医药、环境检测分析、食品等领域有较高的应用价值。因此,本论文的研究内容,构建了基于DNAzyme的电化学传感器对铅离子的检测以及石墨烯/二氧化钛纳米材料的电化学传感器对苯二酚的检测。具体内容如下:(1)基于DNAzyme构象转变构建的铅离子电化学传感器。本章节中,设计了基于铅离子活性依赖的DNAzyme发生特异性断裂通过二茂铁作为信号表达的铅离子传感器。将二茂铁标记到带有氨基的DNAzyme 5’末端,另一端通过S-Au键的结合固定到电极上,由于碱基的互补配对,使得标记有二茂铁的一端折回来形成“发夹”结构,二茂铁靠近电极表面,发生了电子的传递,电化学信号增强,当溶液中含有铅离子,酶的活性被激活,促使底物链的断裂,标记二茂铁的一端DNA从电极上游离到溶液中,电化学减弱,通过对电化学信号的变化来实现对铅离子的检测。体系响应信号与铅离子浓度的对数在0.5~5000 n M浓度范围为内呈良好的线性关系,该传感器对铅离子的检出限达到0.25 n M。在实验结果表明,该传感器制备简单,性能良好,选择性高。(2)基于二茂铁标记DNAzyme构建的铅离子电化学传感器。设计了两条DNA探针用于构建铅离子诱导DNAzyme中核糖核酸(r A)水解致使电活性基团脱落引起电化学信号变化的铅离子传感器。通过琥珀酰亚胺耦合的方法将二茂铁标记到DNA2的5’端,修饰了二茂铁的DNA2与DNA1碱基互补配对进行杂交,标记有二茂铁一端的柔软T链,受一定的重力影响,垂坠下来,二茂铁靠近电极表面,产生显著的氧化还原电流,仪器能够捕捉到强的电化学信号。当引入铅离子后,铅离子的诱导作用,促使r A位置水解,二茂铁一端的DNA链随之游离掉落在溶液中,仪器能够检测到的电化学信号显著下降,加入铅离子浓度的差异直接导致电化学信号的变化的差异,从而可以对铅离子进行定量检测。体系响应信号与铅离子浓度的对数在0.2~1000 n M浓度范围为内呈良好的线性关系,该传感器对铅离子的检出限达到0.11 n M。该传感器灵敏度高、线性范围宽,检测限低、响应迅速。(3)基于石墨烯/二氧化钛纳米材料的苯二酚电化学传感器研究。本章构建了基于Gr-Ti O2纳米材料修饰玻碳电极的电化学传感器用于邻苯二酚和对苯二酚的同时测定。利用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)对邻苯二酚和对苯二酚在该修饰电极上的电化学行为进行了研究,结果显示,Ti O2-Gr纳米材料高的导电性和巨大的表面积极大地促进了电子的传递,在CV上出现两对明显的氧化还原峰,较大的峰电位差可成功区分苯二酚的两种异构体。二者的氧化峰电流在0.5μM到100μM范围内呈良好的线性关系,检测限分别达到0.087μM和0.082μM。同时,该传感器具有良好重现性、稳定性和抗干扰能力并可应用于实际水样的检测。