生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术,具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、在复杂的体系中进行在线连续监测,特别是它的高度自动化、微型化与集成化的特点,使其在近几十年获得蓬勃而迅速的发展,成为现代生物技术的重要支撑。随着纳米技术的飞速发展,研究表明,由于纳米材料具有独特的光学、电学和催化特性以及良好的生物相容性,将纳米材料应用到生物传感器的制备中可以大幅提高传感器的响应性能。本论文在纳米材料研究现状的基础上,制备了基于纳米材料的生物传感器,并结合免疫技术,制备成纳米免疫层析试纸条,用于检测有机磷农药暴露的各种生物标志物。论文分为六章:第一章系统介绍了纳米技术、生物传感器、生物标志物检测和免疫层析试纸条技术,并着重讨论了纳米材料在生物传感器中的应用,最后简要介绍了本论文的选题背景与研究内容。第二章通过一步电化学沉积法原位构建了一个金纳米-壳聚糖-生物素复合界面,该界面为亲和素提供了特异性结合位点,从而为结合生物素化的生物分子创造了条件。在该界面上固定的乙酰胆碱酯酶对其底物氯化硫代乙酰胆碱表现了很好的活性。此外,由于金纳米能催化硫代胆碱的氧化并能加速电子传导,因而能提高该方法的检测灵敏度。基于有机磷农药对乙酰胆碱酯酶的抑制作用,该传感器可以用于快速、灵敏的检测有机磷农药残留。我们制备的这个传感器对乐果的检测线性范围是0.05-15 μg/mL,最低检测限达到0.001μg/mL,为有机磷农药的定量检测提供了新途径。第三章建立了一种基于金纳米的便携式免疫层析试纸条传感器,用于简单、快速、灵敏的检测唾液样本中的3,5,6-三氯-2-吡啶酚（TCP）——有机磷农药毒死蜱的重要代谢生物标志物,为毒死蜱暴露的现场检测、早期诊断开辟了一条新途径。该传感器在15 min内对TCP标准样品最低检测限为0.47 ng/mL,线性范围为0.625-20 ng/mL。基于对抗体储存液、样品垫等参数的优化,实现了无需预处理,采集的唾液样品便可直接用于测定,且与ELISA试剂盒测得数据表现出非常高的一致性。第四章采用量子点作为标记物,基于二氧化锆（ZrO2）纳米材料对磷氧基团的高亲和力,建立了一种便携式荧光免疫层析试纸条,用于生物监测人血清中的磷酸化酶加合物OP-AChE—有机磷农药和神经毒剂的重要生物标志物之一。首次实现了通过试纸条对OP-AChE进行高选择性、高灵敏性光学检测,对于有机磷中毒的早期快速诊断具有潜在应用价值。该传感器在15 min内检测到OP-AChE的最低含量为4 pM,线性范围为0.01-10 nM,与质谱法分析OP-AChE所提供的参考值具有可比性。在人血清加标回收实验中,回收率为95%-108%。第五章首次将免疫层析技术、酶免疫技术与复合磁纳米材料相结合,制备了基于Fe3O4@TiO2磁纳米的便携式免疫试纸条传感器,采用电化学方法高灵敏性、高选择性检测人血清中的另一种磷酸化酶加合物OP-BChE。Fe3O4由于具有较大的比表面积,可以负载大量TiO2纳米粒子;同时,它还能充分利用自身的磁性,在外加磁场作用下,对目标分析物进行分离和富集。本研究利用磁纳米捕捉OP-BChE,不仅解决了难以找到抗磷酸化抗体的难题,还可以直接从生物基质中分离OP-BChE,从而避免了复杂的样品预处理过程。此外,用金纳米介导酶与抗体的结合,有效扩大了电化学响应信号。该传感器对于OP-BChE的线性检测范围为0.05-10 nM,检出限为0.01 nM。在人血清加标回收实验中,回收率为94-104%。第六章将新型纳米材料石墨烯应用于生物传感器。利用磷钼杂多酸（PMo12）与石墨烯（GS）之间较强的相互作用,合成了 PMo12-GS复合纳米材料,并对其进行了多方位的表征。然后构建了一种基于该复合材料的生物传感器,对抗坏血酸的氧化具有较高的电催化活性。同时,对于抗坏血酸的检测,也表现出了较高的灵敏度和较低的检测电压。因此,这种制作简便、经济高效的抗坏血酸传感器具有很大的潜在应用价值。