化学发光是化学反应过程中所产生的光辐射现象。化学发光分析具有不需要光源、灵敏度高、线性范围宽、分析速度快等优点,已成为传感领域中最有效的技术之一,并广泛应用于医学检验、环境检测、药物分析等领域。众所周知,由人体代谢活动产生的生物小分子、蛋白质、DNA和酶等的变化与体内的很多疾病息息相关。因此,针对这些生物活性分子构建高灵敏度、高选择性的传感平台具有重要意义。鲁米诺（luminol）因具有较高的量子产率和良好的水溶性而成为化学发光体系中研究最多且应用最广泛的化学发光试剂之一。然而luminol本身或与过氧化氢混合,产生的化学发光较微弱,极大地限制了其在化学发光分析检测中的应用,因此需要加入适当的催化剂以提高发光强度。近年来,随着纳米技术的飞速发展,纳米催化剂引起了越来越多的科研工作者的青睐。其中,金属纳米材料、金属氧化物纳米材料、半导体纳米材料和碳纳米材料等催化剂也越来越被广泛的应用到化学发光体系中。纳米催化剂的使用不仅极大地改进了发光分析法的灵敏度,同时也拓宽了该方法的应用研究,为化学发光分析领域的发展做出了卓越的贡献。然而,如何利用纳米材料催化剂构建更高灵敏度的化学发光体系以及如何进一步拓宽化学发光法的应用研究依旧面临巨大的挑战。本论文以“过渡金属纳米材料催化化学发光体系构建生物传感器”为研究课题,开展了应用研究,研究工作以鲁米诺–过氧化氢化学发光体系为模型体系。首先,基于高催化活性的过渡金属纳米材料构建了检测生物活性分子的传感平台,结合一系列表征手段探讨了其中催化剂的设计以及相关的发光机理。其次,为开拓发光分析的新应用,结合线性判别分析构建了识别多种酶的化学发光传感阵列,并成功用于血清中氧化酶的快速筛选。具体研究内容如下:1、基于普鲁士蓝类似物热解FeCo@NC的过氧化物模拟酶化学发光法测定葡萄糖通过直接煅烧铁钴普鲁士蓝类似物(Fe^III–Co PBA),合成了氮掺杂碳层包裹的铁钴合金粒子复合材料（FeCo@NC）。研究发现,FeCo@NC复合材料具有优异的过氧化物酶活性。通过对其结构和组成的表征发现,FeCo@NC具有铁钴合金,金属–氮键（Co–N和Fe–N）以及分级孔结构的氮掺杂碳层等高活性的催化位点。与直接还原合成的铁钴合金纳米颗粒相比,通过热解所获得的FeCo@NC复合材料不仅具有较高的催化活性,可以使H₂O₂–luminol体系的化学发光发射增强85倍以上,同时具有更高的储存稳定性。在最优的实验条件下,对过氧化氢的检测线性范围为0.01–40?M,检出限（LOD,3σ）为2.5 nM。并结合葡萄糖氧化酶开发了一种新的葡萄糖化学发光传感体系,葡萄糖的线性范围是10 nM–10μM,检测限为8.5 nM。基于FeCo@NC的葡萄糖化学发光生物传感平台在分析实际生物样品时快速且精确,在临床监测血糖水平方面显示出巨大的潜力。2、基于过渡金属硫化物增强luminol–H₂O₂的化学发光传感器阵列用于识别氧化酶在临床诊断中,灵敏的检测人体内的氧化酶水平以及实现对不同氧化酶的快速识别鉴定具有重要意义。为此,以L-半胱氨酸为硫源,以铁、钴、铜三种过渡金属离子两两组合,采用溶剂热法合成了三种不同的三元过渡金属硫化物（TTMS）纳米颗粒（FeCo₂S₄、CuCo₂S₄、FeCu₂S₄）,它们均具有较高的化学发光活性,最高可使luminol–H₂O₂体系的化学发光发射强度提升3个数量级。因此,基于TTMS纳米材料,我们开发了超灵敏检测H₂O₂的化学发光传感平台,检测限达到0.5 pM。众所周知,有很多酶促反应会生成H₂O₂,并可以基于此设计开发生物小分子或生物酶的传感应用。与此同时,在不同的底物及其对应氧化酶组合之间,因其亲和力的不同使得产生的H₂O₂量也有差异。基于上述现象,构建了一种用于氧化酶的检测和判别的新型化学发光传感阵列,并利用线性判别分析成功地辨别了缓冲液和血清样品中的不同种类的氧化酶。这项工作为设计新型的化学发光分析检测方法提供了新的思路,具有重要的现实意义。