磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)是一类含有磺酰胺基的合成抗菌剂,普遍应用于治疗人类和动物的细菌性疾病,然而,SAs的过度使用导致它在水环境中广泛残留,使水体中有益菌大量死亡,并产生耐药菌株,从而引起生态风险和健康危害。因此,建立可用于检测水环境中SAs简单、灵敏的分析方法具有重要的环境意义。基于抗原-抗体特异性免疫反应和电化学传导技术的电化学免疫传感器具有操作简便、分析快速、所需样品量少等优势,已经成为环境介质中痕量抗生素分析的重要手段,本研究中创新性地将纳米材料引入电化学免疫传感器,以信号扩增方式极大地提高了电化学免疫分析方法的灵敏度,实现了环境水样中痕量SAs的灵敏、快速分析,为环境中痕量污染物的检测提供了新的思路。主要研究内容如下:(1)针对水体中SAs污染物,以银纳米颗粒修饰单壁碳纳米角(SWCNHs@Ag NPs)为二抗标记物构建了一种新型的竞争型电化学免疫传感器。将金纳米枝(Au NDs)修饰于玻碳电极表面作为固载包被抗原的电极基质,金纳米枝不仅因其独特的纳米结构可以增大电极的表面积,有效地捕获抗原,还能提高电极表面的电子传递速率。碳纳米角角状中空的纳米结构有利于负载大量的银纳米颗粒,标记物在硝酸溶液中银纳米颗粒转化成银离子,形成的信号通过线性扫描伏安法(LSV)检出。在优化条件下,此电化学免疫传感器检测磺胺甲嘧啶的检测范围为0.33-63.81 ng/mL,检测限为0.12 ng/mL。本方法具有较好的准确性和精确性(回收率,79.25%-119.25%,变异系数:2.14-9.58%),可用于环境水体中痕量污染物的快速检测。(2)针对生物识别元件对电子转移的影响,通过优化信号放大方式,构建了一种基于十六烷基三甲基溴化铵包覆的金纳米颗粒(CTAB-Au NPs)为信号放大元件、银纳米颗粒修饰纤维状介孔二氧化硅为二抗标记物的超灵敏电化学免疫传感器。在上一方法研究过程中,发现电化学免疫传感器表面抗体-二抗-标记物的绝缘性对检测灵敏度可产生较大影响,因此将原本标记于二抗表面的信号放大元件(CTAB-Au NPs)直接修饰于电极表面,在硝酸溶液中,银离子从标记物上析出并扩散至电极表面,Ag+和Au NPs表面的CTAB竞争,暴露后的Ag+-CTAB-Au NPs表现出对H2O2极强的催化性能。因此目标物的浓度将影响Ag+的浓度,进而影响电极的催化性能和电信号大小,从而实现对目标物的定量分析。由于极大缩小了信号放大元件与电极表面的距离,该竞争型电化学免疫传感器表现出良好的灵敏度(检测限,0.0655 ng/mL)和较好的准确性(回收率,79.02%-118.39%),本方法在痕量SAs的检测中具有极大的优势,也可为其它痕量污染物的快速分析提供思路。(3)以硫化镉量子点(CdSQDs)作为二抗标记物构建了一种双信号(电化学信号与光电化学信号)电化学免疫传感器,实现了对目标检测物精准定量分析。含有CdS QDs的传感器在460 nm波长的光照下,可产生与检测物浓度相关的光电流。同时将传感器进行酸处理,Cd2+溶出,形成的电信号可被方波伏安法(SWV)检出。金纳米颗粒(Au NPs)用于修饰电极来增强电极的导电性,并且为捕获抗原提供较大的比表面积,其良好生物相容性为电极表面的免疫反应提供稳定的环境,因此Au NPs的引入增强了传感器的灵敏度。在优化的实验条件下,该方法具有较宽的检测范围(1.09-304.94ng/mL)和较低的检测限(0.124ng/mL),为基于电化学的双读数免疫传感器的构建提供借鉴。