随着生活节奏的日益加快和严重的环境污染问题,恶性肿瘤或者癌症疾病的发生率越来越趋于低龄化,且大多数疾病确诊时已到中晚期或者已过最佳治疗时期。因此,针对疾病尤其是恶性肿瘤的早期诊断对于临床病理分析、缓解病人痛苦、延长病人寿命和提高癌症的治愈率具有重大意义。纳米电化学生物传感器以较强特异性、较高灵敏度、快速检测性已广泛应用于肿瘤标记物的检测。然而,人体内环境中生物组分种类繁多,针对某种疾病造成的生物组分含量的变化也不尽相同,这就要求用于早期诊断疾病的生物传感器能够运用于不同的检测环境。因此,为了提高生物分子的固定效率、保持良好的生物活性、同时提供良好的电子传递界面,充分利用生物传感技术、纳米技术及电化学技术致力于开发能够运用于不同检测环境的纳米电化学生物传感器。主要内容如下:1.利用超支化聚合物(HBPE-OH)丰富的端基官能团,通过简单化学反应对其进行端基改性制备生物仿生酶(HBPE-AMPA-Mn2+),并通过FTIR、1H-NMR、TEM、Zeta电位及EDS表征其形貌、组成和结构特征;同时利用其纳米尺度效应,将其用于修饰玻碳电极开发了一种新型HBPE-AMPA-Mn2+/MWCNTs/GCE生物仿生酶传感器,并对该传感器进行电化学催化性能研究。实验数据表明,基于生物仿生酶构建的生物传感器用于活性氧成分超氧阴离子自由基(O2·-)检测时,具有宽的线性范围(0.79～16.6 μM)、低的检出限(0.026 μM),同时具有良好的抗干扰能力、稳定性和准确性。最后,将该传感器进一步用于体外实时检测活细胞释放的O2·-,通过实验数据可算出,每105个细胞大约可释放0.108 nmol的 O2·-。2.通过具有末端羟基的HBPE-OH进行简单一步化学反应改性,得到对硝基苯氧基羰基末端超支化聚酯(HBPE-NO2 NPs),利用FTIR、1H-NMR、XRD及XPS表征其化学组成和结构特征。HBPE-NO2NPs含有活性酯基团(-O-COO-)和负电荷基团-NO2,其可分别与壳聚糖(CS)以及anti-AFP的伯胺(-NH2)基团发生原位化学反应和静电作用。基于此,将其修饰到电沉积了 CS-Au的电极表面,研究开发了一种新的无标记电化学免疫生物传感器(anti-AFP/HBPE-NO2/CS-Au/GCE)用于检测肿瘤标记物甲胎蛋白(AFP),同时利用ATR-FTIR、静态水接触角、SEM及CV和EIS表征和监测电极构建过程。评价分析了其生物传感性能,数据表明,该传感器具有宽的线性范围(0.1～120 ng/mL)、低的检出限(0.055 ng/mL)同时具有良好的选择性、抗干扰能力以及长期稳定性。对比罗氏电致发光法(RECLIA)与该传感器检测到的实际血清样品中AFP含量的结果,证实了该免疫传感器具有实际临床应用价值。3.通过准一步法合成二代脂肪族超支化聚酯,并对其进行类肝素磺酸化改性(HBPE-SO3 NPs),利用 FTIR、1H-NMR、TEM、Zeta 电位表征其形貌、组成和结构特征并评价了其抗凝血性能(APTT/PT/TT)。同时,通过自发相转移法制备了表面带正电荷的金纳米粒子(Au NPs),并通过UV-vis以及TEM表征其紫外吸收和形貌。其次,结合凝血酶适配体(TBA)开发了一种电化学适体传感器(TBA/HBPE-SO3/Au/MPTMS/GCE),并对该传感器进行生物相容性及血液相容性的评价,包括:溶血率和红细胞形态观察实验,全血和血小板粘附实验。随后,将该传感器用于全血中凝血酶浓度的检测时,具有宽的线性范围(2.69 pM～26.9μM),较低的检出限(22 fM),良好的重复性和稳定性。该适体传感器实现了在全血环境中准确、方便、快速灵敏的检测凝血酶浓度,具有潜在临床应用价值。4.利用HBPE-NO2球形纳米粒子的丰富多端基和化学反应活性,将其修饰于具有均一分布的疏水性ZnO纳米棒(一步水热法)的ITO玻璃表面,构建了一种具有微纳分级结构的细胞传感器(SNA/HBPE-NO2/APTES/ZnO/ITO),通过ATR-FTIR,静态水接触角、SEM、CV和EIS表征了其层层修饰过程。同时,通过细胞毒性实验(MTT)和细胞黏附实验评价了其生物相容性并研究了其电化学性能,数据显示,该细胞传感器相比于没有微纳分级结构的传感器(SNA/ITO)具有较低的检出限(10 cells/mL)和宽的检测范围(1.73×101～1.73×107 cells/mL)。其在高效捕获癌细胞的同时,通过SNA和细胞膜表面唾液酸(SA)的非特异性识别作用,输出SA浓度响应性电化学信号,以此达到检测活细胞表面SA浓度的目的。