近年来，新颖的固相纳米材料在生物领域中的应用引起了人们特别的关注。具有奇特物理性能的纳米粒子或纳米线与生物分子特异性识别能力相结合，开辟了包括探针和传感器在内的生物电子及光学器件向微型化发展的新思路。这些器件不仅在体积上，而且在性能上都比现有的器件优越。 碳纳米管(CNTs)自1991年被发现以来，由于其奇特的机械、化学和电子性能吸引了人们极大的兴趣。碳纳米管作为具有优异的导电性能和载流能力的天然纳米线和分子线在化学和生物传感器领域具有很大的应用价值。例如，在电化学反应中，将碳纳米管作为电极材料可以显著的促进电子的转移，使得碳纳米管修饰的电极对多种生物分子具有很好的电催化作用。另外，无论是通过共价键的连接方式还是范德华力等非共价键的作用方式，碳纳米管高的长径比和大的比表面积有利于负载大量的探针分子和电活性物质。从而，碳纳米管通过负载这些分子同时起到分子识别和放大及传递信号的作用。 在本论文中，我们利用碳纳米管优异的负载能力和极好的导电性能，首先分别制备了道诺霉素(DM)和二茂铁(Fc)与单壁碳纳米管(SWNTs)的复合物，前者表现出了增强的电化学信号，后者表现出了很好的稳定性和对过氧化氢很高的检测灵敏度。然后，结合DNA的特异性的分子识别能力，我们又制备了针对炭疽病毒致死因子序列的电化学DNA传感器。在这里，负载了大量二茂铁分子的碳纳米管起到了增强的电化学性能以及对检测信号的预富集作用，显著的提高了检测的灵敏度。这种新型的基于碳纳米管的生物传感器的研制为医学诊断和蛋白质分析开辟了一条新的道路。 在本论文中，我们还得到了基于DNA杂交的碳纳米管的树枝状自组装结构。这种结构的形成归因于连接在碳纳米管端部和侧壁上的DNA之间的特异性的互补配对作用。统计结果分析表明组装后碳纳米管的组装程度是未组装前的7倍多。这种以DNA为媒介的SWNTs的自组装行为为碳纳米管在电学和分子检测领域构建各种各样的纳米多功能器件和材料提供了潜在的应用价值。