环境与食品安全快速检测技术是国家实施环境保护和食品安全计划重要的技术支撑,对于实现社会可持续发展、保障人民健康具有重要意义。然而,传统的环境、食品安全监测方法通常采用离线分析方法,其缺点是分析速度慢、操作复杂且需要昂贵的仪器,不适宜进行现场快速监测和在线分析,因此,研究用于环境和食品中有毒有害污染物的快速、准确、灵敏、方便的检测新方法十分必要。近年来,化学修饰电极受到了人们的广泛关注,化学修饰电极最突出的特点是可以赋予电极新的、特定的功能。化学修饰电极用于定量分析是一种把分离、富集和测定三者合而为一的理想体系,在提高选择性和灵敏度方面有着独特的优越性,并极大的拓展了电分析化学的范围。由于其具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、能在复杂体系中进行在线连续监测的特点,已在生物、医学、环境监测、食品、医药及军事医学等领域显示出广阔的应用前景,引起了世界各国的极大关注本论文致力于新型化学修饰电极的新原理、新方法的研究,通过待测电活性分子与电极表面之间的催化过程的探讨,制备选择性好,灵敏度高,检测限低和稳定性好的化学与生物传感器；同时,论文中将修饰电极用于硝基苯类化合物、大肠杆菌及蔬果中有机磷类农药的研究和测定,取得了较好的结果。文中通过以碳纳米管、复合金属纳米粒子、二氧化硅分子印迹材料等多种材料作为反应平台,以SEM, TEM等表征手段研究传感器的表面形貌；通过在电极表面的功能化设计,以交流阻抗、电流-时间曲线、循环伏安等方法探讨电活性物质在修饰电极上的电化学性质及催化响应机理,从而构筑用于环境和食品安全检测的有效的新型化学修饰电极。本论文将努力实现纳米技术、分子印迹技术、化学传感技术和环境科学、食品安全四者的有机结合。具体内容如下：1绪论(第一章)本部分内容主要包括系统地介绍环境和食品卫生中有毒有害污染物的危害与检测技术的发展,化学修饰电极概述,用于构筑化学修饰电极的材料以及化学修饰电极的应用。文中简要介绍了化学修饰电极的原理和分类；在此基础上,着重介绍了纳米材料及分子印迹技术的发展、制备和在化学修饰电极方面的相关应用；综述了化学修饰电极在环境污染分析及食品安全检测中的应用。最后阐述了本论文的目的和意义,指出论文的创新之处及主要研究内容。2基于固定化辣根过氧化酶修饰电极的构筑及其对痕量TNT的定量检测(第二章)本章中,我们利用2,4,6-三硝基甲苯(TNT)在生物降解过程中需要过氧化氢参与的原理,结合MWCNTs/HRP/GCE安培型过氧化氢生物传感器,通过对TNT降解过程中H202反应消耗量的研究实现对痕量TNT的间接测定。电化学性质研究表明,由于碳纳米管具有良好的导电性能有效提高了辣根过氧化酶HRP在电极表面的覆盖量,从而实现了H202在电极表面良好的电催化还原。实验中,我们通过HRP固定量、过氧化氢的初始浓度以及pH值等的优化开展了TNT降解动力学过程研究。最终在优化条件下,通过对过氧化氢的消耗量与TNT的浓度的线性关系研究,得到TNT的检测范围为8.8 x10-9M到2.64 x10-7M,检测限为3.0 x10-9’M(S／N=3)。该传感器具有快捷、简便、灵敏等优点,为环境污染和痕量爆炸物的快速分析和监测提供了一种新的方法。3 Pt纳米粒子包裹的金纳米孔膜修饰电极电催化性质研究和应用(第三章)本文通过简单的绿色无污染方法制备了铂纳米粒子包覆的金纳米孔膜及其双金属纳米复合膜修饰电极,并成功应用于对大肠杆菌的快速检测。扫描电镜和电子能谱表征结果显示,该Au/Pt复合纳米孔膜具有排列有序且有大的比表面积等优点。论文中,以循环伏安法和计时电流法对Au/Pt修饰电极的电化学行为进行了探讨。实验表明该修饰电极对大肠杆菌显示良好的电催化活性,其响应电流在大肠杆菌浓度从2x101 cfu／ml到1×106 cfu／ml范围内呈现良好的线性关系,在无需预富集的情况下,检测限可达到10 cfu／ml(信噪比3：1)。该修饰电极灵敏度高,线性范围宽,而且重现性好,有望应用于构筑便携式安培大肠杆菌传感器,预计在食品科学、环境监测和临床医学等方面具有良好的应用前景。3 Pt纳米粒子包裹的金纳米孔膜修饰电极电催化性质研究和应用(第三章)本文通过简单的绿色无污染方法制备了铂纳米粒子包覆的金纳米孔膜及其双金属纳米复合膜修饰电极,并成功应用于对大肠杆菌的快速检测。扫描电镜和电子能谱表征结果显示,该Au/Pt复合纳米孔膜具有排列有序、比表面积大等优点。论文中,以循环伏安法和计时电流法对Au/Pt修饰电极的电化学行为进行了探讨。实验表明该修饰电极对大肠杆菌显示良好的电催化活性,其响应电流在大肠杆菌浓度从2×101cfu／ml到1×106 cfu／ml范围内呈现良好的线性关系,在无需预富集的情况下,检测限可达到10 cfu／ml(信噪比3：1)。该修饰电极灵敏度高,线性范围宽,而且重现性好,有望应用于构筑便携式大肠杆菌安培传感器,预计在食品科学、环境监测和临床医学等方面具有良好的应用前景。4用于对硫磷特异性检出的聚乙烯亚胺／二氧化硅分子印迹材料的研制及其在农药残留快速监测中的应用(第四章)本章通过表面分子印迹技术与化学传感技术的有机结合,以农药对硫磷分子为模板分子,将功能大分子聚乙烯亚胺(PEI)偶合连接在硅胶微粒表面,制得了一种新型的用于对硫磷检测的特异性传感器。论文中对该分子印迹材料的吸附动力学与印迹因子等进行了研究,探讨了分子印迹材料修饰膜传感器的电化学行为。该传感器响应电流与对硫磷在5.0×10-8到5.0×10-5 mol／L浓度范围内呈良好的线性关系,检测下限为1.0×10-8 mol／L(S／N=3)；同时研究还发现,对一系列与对硫磷结构和性质相似的农药,该分子印迹膜传感器对模板分子对硫磷的检测具有较高的选择性。因此,本工作较好地将分子印迹技术特异性强、稳定性好和化学传感器技术便携、灵敏度高的优点相融合,该印迹膜传感器用于蔬菜中对硫磷农药的检测,取得良好的结果。有望用于快速、灵敏、高选择性的痕量农药分析。