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富勒烯(C60)分子独特的理化性质,使其在物理、高分子材料、生命科学等前沿研究领域展现了广阔的应用前景。但是,由于C60分子具有封闭的笼状结构,且不含有其他活性基团,大大地限制了其应用范围。环加成反应是富勒烯化学修饰最重要的方法之一,已被广泛应用于制备功能化的富勒烯衍生物。本论文主要在功能活性C60吡咯烷衍生物的合成、分离、表征及其电化学传感分析应用等方面进行了研究。具体研究内容如下：(1)以C60、对苯二甲醛以及甘氨酸为原料通过1,3-偶极环加成反应,借助硅胶柱色谱法对产物进行分离纯化得到2-(4-甲酰基苯基)-C60毗略烷衍生物(FPD I);利用核磁共振、质谱分析、红外光谱以及紫外可见吸收光谱对其进行结构表征,确定其分子式为C69H9NO,并对产物进行荧光光谱性质和电化学性能的测试。(2)通过滴涂法将FPD I修饰在玻碳电极表面,利用醛基与氨基之间酰胺缩合反应将人绒毛膜促性腺激素抗体(Ab-HCG)共价固定到电极表面,构建了一种基于C60吡咯烷衍生物的电化学免疫传感器。采用了将免疫反应的特异性与电化学交流阻抗技术的高灵敏性相结合的生物传感技术,考察该免疫传感器对HCG的定量检测,检测范围为0.1～10μg/mL,检测限为0.028μg/mL,且该传感器具有良好的稳定性。(3)以C60、邻香兰素和甘氨酸为原料,设计合成得到2-(2-羟基-3-甲氧基苯基)-C60吡咯烷衍生物(FPDⅡ)采用滴涂法将FPD Ⅱ固定在玻碳电极表面,然后在FPD Ⅱ表面修饰上Zr(Ⅳ)膜,并利用Zr(Ⅳ)对含氧基团(磷酸根)具有很强的配位作用,将探针DNA固定到电极表面,构建了一种基于C60吡咯烷衍生物修饰电极的电化学DNA传感器。以[Fe(CN)6]3-/4-为电活性探针,采用电化学阻抗技术对CaMV35S启动子基因特征片段进行定量测定,检测范围为1.0×10-13～1.0×10-9mol/L,检测限为4.0×l0-14mol/L。实验表明,该电化学传感器具有良好的选择性,能够有效识别完全互补序列、碱基错配序列和非互补序列。(4)利用对苯二甲醛、L-半胱氨酸与C60发生1,3-偶极环加成反应,合成得到了2-(4-甲酰基苯基)-5-(1-巯基甲基)-C60吡咯烷衍生物(FPD Ⅲ)(C70H11NOS)。采用电沉积法制备纳米金修饰玻碳电极,并通过用Au-S键将FPD Ⅲ自组装到纳米金表面,并以FPD III为DNA共价平台,利用醛基与氨基之间发生酰胺缩合反应,将探针DNA共价键合到电极表面,制备了一种新型的电化学DNA生物传感器。以电化学活性探针[Ru(NH3)6]3+为杂交指示剂,采用计时电量法(CC)考察了探针DNA的固定效果及其对目标DNA的分析检测能力。结果表明杂交前后[Ru(NH3)6]3+在DNA骨架上吸附的量不同而形成电量差ΔQ与目标DNA的浓度对数在1.0×10-16～1.0×10-11mol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限为2.4×10-17mol/L。特异性和再生性实验表明该电化学生物传感器能有效识别不同目标DNA序列,并具有良好的稳定性和重现性。