基于电化学发光的生物标记物检测已得到了飞速的发展,然而绝大多数的检测需固定识别基团,这依赖于电极表面的层层化学修饰,不但难以重现电极的表面状态,而且在电极的制备阶段需要消耗大量时间,难以实现批量化生产和自动化检测。此外,目前大多应用集中在以两抗夹心式的标记法检测,这种方式常需要引入发光体标记的第二抗体进行孵育,这延长了检测的准备时间。因此开发一种能够快速构建的传感器势在必行。热电子诱导的阴极电化学发光作为电化学发光中的一种重要分支,因对电极绝缘层和电源具有高需求,在多年来的研究与发展较为迟缓。然而,其与传统电化学发光中对良导体的需求相悖,研究者可以将不良导体作为电化学发光的载体,这引起了人们的关注。本论文集中于上述两点电化学发光研究发展需求,分别实现了在传统电化学发光领域中,以磁性材料为载体基于传统三电极电化学体系构建了无标记传感平台;在热电子诱导的阴极电化学发光领域中,开发了两种新型绝缘电极,完成了对该方法的机理研究和传感器开发,并结合测试的需求对我们自行开发的仪器进行了深入的调控。取得的具体成果如下:一、基于磁性纳米粒子构建双功能电化学发光探针,实现无标记法测定心肌肌钙蛋白Ⅰ。首先以溶剂热法合成了球形磁性纳米粒子,并在其表面包覆二氧化硅的壳层结构。与此同时,三联吡啶钌被包埋在二氧化硅的三维结构中,由此得到磁性和发光双功能的纳米材料。基于二氧化硅壳层容易以硅烷化试剂作用进行各种官能团的修饰的特性,本实验通过3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）将二氧化硅壳层实现胺基化,并在戊二醛的桥接下成功修饰心肌肌钙蛋白Ⅰ的抗体。结合我们自行设计的流动检测装置,构建的传感平台可以实现在15分钟内的快速构建。经过实际血样验证,该材料对心肌肌钙蛋白Ⅰ具有良好的选择性,其检测限可达到15 pg mL-1,展现了潜在的应用前景。二、以二甲基硅油作为绝缘层,在玻碳电极表面构建了对传统电化学中电子转移具有阻碍作用的势垒面,诱导电子以隧穿的方式透过绝缘涂层并保持自身的高能量形成热电子。热电子在水分子作用下形成强还原性的水合电子,与加入的过二硫酸根产生的强氧化性硫酸根自由基共存,形成的宽电势窗诱发三联吡啶钌实现快速的氧化和还原过程。本实验以水合电子淬灭剂及电化学发光光谱对热电子诱导的阴极电化学发光的机理进行验证,并对热电子注入效率调控,获得了稳定的电极界面及电化学发光信号。最终以葛根素为检测目标,实现了可低至6.3μmol L-1的检测限。这种绝缘电极制造简单快捷,在热电子诱导的阴极化学发光中可得到良好应用,有望进一步拓展到新型官能团修饰的绝缘电极构建。三、基于硫醇在金电极上的自组装过程,构建厚度可控的绝缘电极用于热电子诱导的阴极电化学发光研究。通过控制硫醇分子的链长控制膜层厚度,我们构建了不同亚甲基个数的直链烷基硫醇修饰电极,研究了膜层厚度对热电子的隧穿过程的影响。此外,随着硫醇分子的亚甲基个数上升,自组装膜层呈现出高度绝缘的特性,这进一步控制了电子传递过程只能依赖于隧穿路径。在此基础上最终得出最适合热电子诱导的阴极电化学发光的为正十六烷基硫醇形成的自组装膜,以多种方式的表征结果显示其厚度为2.6nm。此外,基于热电子注入时硫醇自组装电极的稳定性保护,我们自行开发了配套的电源发生装置,并优化了最佳的脉冲条件,并由此实现了对多巴胺的检测,其线性范围可从1 nmol L-1到10 μmol L-1,检出限可达0.3 nmol L-1。硫醇自组装电极在热电子诱导的阴极电化学发光中的开发有利于研究者对绝缘电极的进一步修饰,为我们在未来实现生物标记物的捕获检测奠定了基础。