生物传感器的核心是敏感材料,要获得成本低廉、性能卓越的葡萄糖生物传感器,敏感材料的选择与设计是关键。镍基纳米材料,如:金属镍,氧化镍,氢氧化镍等已经被广泛用于非酶葡萄糖生物传感器,并获得了较好的效果。但是在以往的工作中,镍基敏感材料仍存在本征活性较低,电子传输动力学性能较差等问题,性能有待进一步提高。本论文针对以上问题,以镍基材料为研究对象,立足于分级多孔纳米结构的合成技术,从材料本征活性与电子传输动力学性能调控的角度出发,探寻葡萄糖敏感材料选择和设计的一般性规律,进而制备能用于人体血清检测的高性能葡萄糖生物传感器。基于介孔硅材料KIT-6采用硬模板法合成分级介孔NiO敏感材料用于葡萄糖敏感性能的研究,证实分级多孔纳米结构的构筑有助于提高材料的电化学性能,进而为后续高性能葡萄糖敏感材料的优化与设计奠定研究基础。采用“协同刻蚀沉淀”方法制备尖晶石结构分级多孔NiCo2O4空心纳米球材料。通过一系列材料表征与葡萄糖敏感性能的研究,发现NiCo2O4是一种性能优良的葡萄糖敏感材料,并根据其独特的协同催化和高导电率特性提出本征活性和电子传输动力学性能是敏感材料选择与设计的两个关键出发点。从电子传输动力学性能优化的角度出发,通过引入高导电率石墨烯材料,制备三维NiO空心球/还原氧化石墨烯复合物,研究导电基底对NiO本征材料电子传输动力学性能的调控作用,实现了 NiO材料葡萄糖敏感性能的大幅提高。通过构建三维NiCo2O4空心球/还原氧化石墨烯复合物,获得了灵敏度高达2.339 mA·mM-1·cm-2的葡萄糖生物传感器,进一步证实了电子传输动力学性能优化的重要性。从本征活性的角度,通过微波辅助水热法制备高活性Ni（OH）2/NiO复合物纳米片,研究了缺陷工程对二维纳米结构敏感材料本征活性的调控作用,同样得到了高性能葡萄糖生物传感器敏感材料。基于以上研究结果,可以发现葡萄糖生物传感器敏感材料的选择和设计存在一些基本规律。从材料本征催化活性的角度考虑,增加材料的催化活性位点数量和提高活性位点催化频率是根本目的,构建协同催化体系或对材料进行缺陷工程和活性晶面暴露是较为常见的手段;从电子传输动力学性能的角度考虑,降低材料内阻和缩短电子传输路径是根本目的,复合高导电率基底并形成较强界面相互作用是较为有效的途径。将所得规律用于比色法和光电化学法葡萄糖生物传感器的构建,同样获得了较好的预期效果。而且,将所得NiCo2O4空心球/还原氧化石墨烯复合材料用于双氧水电化学检测,可以实现μM级别的检测精度。