细胞中的离子通道不仅在生理调节中起着至关重要的作用，同时也作为一种多功能的天然材料在现实生活中被广泛地研究与应用。然而这些蛋白质纳米孔由于稳定性差，易碎，且对外界环境敏感，使得其在实际应用当中受到一定程度的限制。因此人们发明了一系列方法来制备固态的纳米孔/纳米通道，并且通过修饰各种功能基团用于模拟生物离子通道的离子传输过程和把关功能。这些仿生离子通道由于在生物传感器、纳流控装置、分子筛等纳米装置的开发方面具有潜在应用而受到科学界的广泛关注。本论文致力于研究核酸适配体功能化修饰单个玻璃锥形纳米孔的离子传输过程，并构建基于纳米孔的高性能生物传感装置。论文分为四章:　　第一章为绪论。本章首先介绍了人造纳米孔的分类及其制备方法。然后概述了基于纳米孔的信号检测方法，并总结了人造纳米孔在仿生离子通道、化学生物传感、单分子研究以及DNA测序等方面的最新应用。最后提出了论文构思。　　第二章详细描述了单个玻璃锥形纳米孔道的制备方法及其口径的测量，并用荧光显微镜来观察纳米孔道的形貌。　　第三章通过将溶菌酶适配体(LBA)修饰到单个玻璃锥形纳米孔内构建了一种基于表面电荷调控的非标记蛋白质传感器。在中性条件下，LBA修饰的纳米孔带负电荷。当带正电的溶菌酶分子与LBA发生特异性结合时，部分中和纳米孔表面的负电荷，使得对表面电荷敏感的电流-电压(I-V)性质发生明显变化。基于此，我们实现了对溶菌酶的高灵敏度高选择性检测，检测限低达0.5 pM。这种纳米孔传感装置具有良好的可逆性和稳定性。该传感策略可以被简单地拓展到其他蛋白质纳米孔传感器的设计当中。　　第四章通过设计将ATP-适配体结合引起构象和电荷双重变化的ATP适配体(ABA)修饰到单个玻璃锥形纳米孔内构建了一种构象和电荷共调控的超高灵敏度生物传感平台。当ATP与孔壁上的ABA发生特异性识别时，ABA链由松散的伸展状态转变为刚性的折叠状态，使得纳米孔的有效孔径增大。同时，带负电的ATP结合使得孔壁的负电荷增加。在孔径及电荷的协同作用下，纳米孔道的响应效率得到提高，从而使通过纳米孔的离子电流急剧增大。该纳米孔传感平台对ATP具有超高灵敏度，检测限可达1 pM以下。这种纳米孔适配体传感器具有良好的选择性以及可逆性，并且可以实现在血清样品中的响应。这种ATP活化仿生离子通道不仅能帮助我们更好地理解生物离子通道中物质的传输过程，同时也为其在传感器和制动器的开发等实际应用当中提供工具。