【摘要】：碳纖維微電極(CFME)因具有極小的電極尺寸而具備高時空分辨率和高檢測靈敏度，可對生物體內多種組分進行無損的定量分析。本文通過對CFME進行多種改性修飾提高CFME的抗干擾性能、抗污染性能、檢測靈敏度和選擇性，具體闡述了四種CFME修飾方法，將修飾后的CFME應用于生物樣品檢測，并進一步探究了其檢測機制，具體內容如下:第1章闡述了自微電極檢測體系建立的兩個多世紀以來，微電極檢測系統的發展和應用，并對微電極、碳纖維微電極、電化學分析方法、電極的表面改性修飾、電極改性材料以及電化學分析方法的實際應用進行了詳細說明。

第2章采用恒電位沉積法在1.5 V初始電位下對新制備的CFME及被毒化的CFME進行電化學氧化刻蝕，發現經該法處理的CFME在神經遞質檢測中的峰電流顯著增加。本章進一步研究了在純水中進行電化學氧化刻蝕的CFME的活化機理。該方法再生的CFME非常穩定且具有良好的重現性，有望應用于復雜生物微環境監測中被污染電極的活化與再生。第3章采用一步恒電位沉積法在碳纖維微電極表面沉積氧化石墨烯量子點(GQDs)，并在修飾電極表面包覆一層Nafion膜，得到Nafion/GQDs/CFME。將Nafion/GQDs/CFME應用于多巴胺、腎上腺素(E)、去甲腎上腺素的檢測，在一定濃度范圍內，DA、E、NE的氧化峰電流與其濃度呈現良好的線性關系。該修飾方法重現性好，電極穩定性佳，電極制備方法簡單，可應用于實際血液樣品中兒茶酚胺類神經遞質的含量測定。第4章優化已有的球形納米金合成方法，實現在簡單條件下合成粒徑可控的球形納米金，采用一步恒電位沉積法在碳纖維微電極表面沉積尺寸不同的球形納米金顆粒，得到納米金修飾的碳纖維微電極(GN/CFME)，并分別對多巴胺(DA)、去甲腎上腺素(NE)、抗壞血酸(AA)、鐵氰化鉀等在修飾前后電極表面的電化學行為進行了研究。

結果表明該修飾電極可以通過靜電排斥，排斥荷負電的物質，同時催化荷正電物質的電化學響應，實現選擇性測定，并可應用于實際生物樣品檢測。第5章建立了一種對活體蘆薈儲水凝膠組織中蘆薈多糖進行在體實時動態檢測的電化學方法。將納米金粒子修飾的碳纖維微電極插入活體蘆薈植株凝膠中，對不同光照條件下蘆薈植株中的蘆薈多糖進行在體動態監測，從而評價植株應激外界環境下蘆薈多糖含量的實時變化。實驗結果表明，納米金粒子修飾后的碳纖維微電極對蘆薈儲水凝膠組織中蘆薈多糖具有顯著的電催化活性，不同光照環境下蘆薈植株中蘆薈多糖含量的動態變化具有顯著的統計學差異。成功將修飾電極應用于蘆薈植株中蘆薈多糖動態變化進行在體實時監測，發展了一種監測植物光合作用程度的快捷檢測手段。