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近年来,电致化学发光(ECL)生物传感器因其背景信号低、检测速度快、检测范围宽、灵敏度高等固有优点而被广泛应用于药物分析、环境污染物监测和人体相关生物分子检测等领域。本文以提升ECL生物传感器灵敏度与生物相容性为出发点,引入生物毒性低、催化性能好的纳米材料作为发光试剂或者共反应促进剂,并结合免疫夹心分析方法构建具有高选择性、高灵敏度、良好稳定性的ECL生物传感器。本工作中制备的低毒量子点展现出优良的电致化学发光性能;合成的纳米异质材料具有良好的电催化活性以及生物相容性;自组装的DNA纳米材料能够实现发光试剂的高效且稳定固载,这些方法不仅提高了传感器的灵敏度,而且为疾病标志物的早期临床诊断提供了新的机遇。本论文主要从以下几个方面开展研究工作:1.基于Mn掺杂Ag2S量子点作为信号探针构建电致化学发光免疫传感器用于检测层粘连蛋白近年来量子点(QDs)被广泛地用作生物探针,然而在电致化学发光领域中用到的大多数量子点都具有重金属毒性,其在很大程度上限制了量子点在生物检测中的应用。本工作首次将一种新型的低毒Ag2S:Mn量子点(Ag2S:Mn QDs)引入到电致化学发光领域,并用于构建ECL生物传感器检测层粘连蛋白(LN)。在该量子点的制备中,Mn的掺杂有效改善了Ag2S QDs的光学和电学特性。此外,牛血清白蛋白(BSA)因富含氨基(-NH2)可以很容易地与Ag2S:Mn QDs通过酰胺键结合,使多个QDs聚集在一起形成一个单元(BSA-Ag2S:Mn生物共轭复合物)。该生物共轭复合物提供了大量的活性位点来固定抗体并形成探针,由此提升传感器的ECL强度,从而提高传感器的检测灵敏度。与传统的发光试剂相比,Ag2S:Mn QDs由于毒性低、光稳定性好、表面功能化容易,从而成为一种有前景的新型ECL发光纳米材料。2.基于Au-Ag-Pt纳米异质材料作为共反应促进剂构建多肽电致化学发光传感器用于类胰蛋白酶的超灵敏检测鲁米诺-溶解氧(luminol-O2)ECL体系由于luminol与溶解氧间反应效率太低,导致传感器灵敏度低,难以满足检测需要,因此限制了该体系的应用。本工作通过引入Au-Ag-Pt纳米异质结构(AAPHNs)作为共反应促进剂来提高luminol与溶解氧间的反应效率,并基于目标诱导裂解策略构建了ECL多肽传感器,实现了类胰蛋白酶(TPS)的灵敏检测。此外,为了提高传感器的灵敏度,我们选用自组装DNA纳米管(DNANTs)作为负载材料来固载多柔比星-鲁米诺(Dox-Lu)发光复合物,以便得到强度较高的“signal on”状态。最后,基于目标诱导裂解策略,该反应体系中TPS不仅作为目标物同时也是剪切酶可以直接诱导剪切血管活性肠肽(VIP),实现信号从“on”到“off”的转变。基于以上优点,该多肽ECL生物传感器展现出优良的准确性、选择性和稳定性以及较低的检出限。共反应促进剂的引入为luminol-O2 ECL体系的应用注入了新的活力。3.基于MoS2-Ag NCs作为信号探针构建电致化学发光免疫传感器用于心肌肌钙蛋白T的检测银簇(Ag NCs)的尺寸很小,通常由几个到几十个原子组成,核簇直径一般小于2 nm,这使得Ag NCs的固载困难。本工作利用MoS2纳米片作为模板并结合NaBH4还原法制得MoS2-Ag NCs,无需苛刻的实验条件就能实现Ag NCs的高效固载。在MoS2-AgNCs作为发光探针构建的免疫传感器中,在0.05 pg/mL到160 pg/mL范围内,ECL的强度值和心肌肌钙蛋白T(cTnT)浓度的对数值呈现良好的线性关系,其检出限为0.021 pg/mL。同时构建的免疫传感器展现出良好的稳定性和选择性。我们设计了一种简易的途径来提高Ag NCs的固载效率,以拓宽Ag NCs在生物传感器领域的应用。