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近年来,癌症和慢性疾病患病率逐年增加。疾病的早期发现有助于疾病治疗并显著降低死亡率。因此,疾病的早期准确诊断是非常重要的问题。生物标志物是指在特定生理状态下可供客观测量和评价某种特征性的生化指标,在疾病的预测、诊断、监测、治疗和预后评估中非常重要。生物标志物主要存在于组织（细胞）或体液中,常见的生物标志物可以概括为两类:核酸和蛋白质（多肽）。目前,尽管有很多种常规的检测方法用于临床诊断中,但是大多数现有临床检测技术的灵敏度和特异性都存在一定的局限性。液体活检作为一种非侵入性的检测手段,在临床检验中的应用非常广泛。然而,体液中的生物标志物往往是以低丰度存在,且样本基质复杂,使得液体活检对生物标志物检测技术的灵敏度和特异性要求更高。分子印迹技术（MIT）是提高检测方法特异性的有效方法,通过该技术制备的分子印迹聚合物（MIPs）是具有靶向识别功能的人工受体,因其对靶分子具有专一性,现已广泛应用于靶向给药、传感和疾病诊断等领域。近年来,本课题组开发的硼亲和分子印迹技术用于识别顺式二羟基生物分子。最近,我们又提出硼亲和锚定表位可控定向表面印迹法,成功制备出用于识别非糖蛋白的MIPs,拓宽了 MIPs在蛋白质（多肽）识别领域的应用,为生物标志物的识别与检测提供了一种高特异性的方法。表面增强拉曼散射（SERS）光谱是一种灵敏度高且非破坏性的检测技术,在疾病诊断领域应用广泛。随着对SERS机理的不断深入研究,开发出许多基于拉曼检测的方法。近年来,本课题组为了实现高灵敏检测,利用粗糙金基底和贵金属纳米粒子间产生的等离激元增强拉曼散射（PERS）效应,发展出等离激元免疫夹心法（PISA）和等离激元亲和夹心法（PASA）,检测灵敏度可达单分子水平。基于以上研究工作的基础,本论文针对生物标志物的特异性识别和高灵敏检测开展了以下两个工作:一方面,针对血清中的癌症标志物-微小RNA（microRNA,miRNA）,我们改进了现有的PASA方法,提出了一种基于核-卫星结构标记探针的PASA方法,用于快速和超灵敏的检测人血清中的循环miRNA。我们以miR-21为目标物,从理论和实验两个方面考察了核-卫星结构纳米复合标记物相较于单一银拉曼纳米标签的拉曼增强效果,结果表明由于纳米复合物周围存在多个“热点”,其灵敏度比仅使用单金属标记探针的PASA方法高3个数量级,定量限为10-14 M。通过该方法,我们成功实现了人血清样品中miR-21的定量分析,根据miR-21的表达水平可以精准区分乳腺癌患者和健康个体。该方法还可以扩展到其他miRNA以及循环肿瘤DNA的检测,为基于核酸的早期临床诊断提供了一种有力的方法。另一方面,针对体液中的生物标志物-C肽,我们将硼亲和分子印迹技术与表面增强拉曼散射检测技术相结合,设计了一种基于双重表位特异性分子印迹聚合物的等离激元免疫夹心法用于体液中C肽的检测。该方法选择C肽的N端和C端的12个氨基酸的表位作为C肽的特征片段,将其糖化后,利用硼亲和锚定表位可控定向表面双层印迹法分别制备特异性识别N端表位且具有拉曼标记功能的MIPs和特异性识别C端表位且具有快速磁分离功能MIPs。通过双重MIPs对C肽识别,特异性进一步提高,同时利用便携式拉曼光谱仪进行检测,可实现C肽的快速富集、分离和拉曼标记。该方法具有超高的灵敏度,定量限为1 pg/mL,分析速度快,每次测定只需要20分钟。因此,该方法具有诊断糖尿病的应用前景,同时也为蛋白质和多肽类生物标志物的检测提供了一种新方法。