对蛋白质、核酸、细胞等人体内物质的分析,以及环境中重金属元素的含量是否超标等问题的分析,已逐渐成为现代分析化学研究的最重要的任务之一。因此,许多高灵敏、高特异性、方便、快速的分析检测方法应运而生。电化学生物传感器以其独特的优点备受研究者们的喜爱,例如：灵敏度高、设备简单、价格低廉、便于携带、检测目标广泛、响应速度快、易于实现小型化等。如今其在食品和药物分析、药物合成筛选、医学检验、环境监测等领域具有广泛的发展空间和良好的应用前景。量子点作为一种新型的无机纳米材料,在生物研究领域中具有显著的优势,尤其在生物化学、免疫生物学、细胞生物学等学科中显示了巨大的发展潜力,其中使用量子点作为标记物用于生物体系的研究,已成为当今最有前途的应用领域之一。本文主要使用量子点作为标记物对生物分子以及重金属离子进行检测,具体的研究内容如下：1.基于适体/量子点的多个小分子同时电化学检测的研究本文报道了一种新颖的、基于电化学编码的条形码量子点标记的、“信号增加”的、灵敏的同时检测多个小分子分析物的方案。目标分析物三磷酸腺苷(ATP)和可卡因分别夹心在对应的两段适体之间,其中一段适体已固定在电极表面,另一段适体与量子点形成了生物共轭物。捕获的量子点在酸溶解后产生直接的电化学(EC)信号,并且信号的位置和大小分别反应了对应目标分析物的特性和强度。由于量子点标记物本身具有的放大特征和“信号增加”检测原理,同时加上量子点标记物在酸溶解后的金属离子的灵敏检测,因此,我们的实验可获得较低的检测限(ATP:30 nmol/L,可卡因：50 nmol/L).我们的多倍分析灵敏检测系统同时也对目标分析物有高的特异性,对复杂的试样模型有良好的应用前景,这使得我们提出的实验方案在医学诊断上对于小分子的筛检有着很大的吸引力。2.量子点层层组装作为信号放大标记的尿路病原体超灵敏电子检测的研究本文制备且使用了一种新的信号放大标记物——量子点(QD)层层组装(LBL)聚苯乙烯微球的复合材料,描述了特定的尿路病原体DNA序列放大的超灵敏电子检测。目标物DNA夹心在捕获探针(固定在磁珠上)和信号探针(与QD LBL的聚苯乙烯微球共轭)之间。由于通过与每个DNA相结合的大量QDs强烈的信号放大作用,我们完成了特定尿路病原体DNA序列飞摩尔水平以下的检测,这使得我们的实验方法成为所有基于核酸病原体检测的最灵敏的电子检测方法之一。我们的信号放大检测原理能够很容易地扩展到检测其它重要的生物分子(比如说：蛋白质,肽类,氨基酸,细胞等),并获得非常低的检测限(0.22fmol/L)。因此,对于疾病生物标记物的早期诊断具有很大的潜力。3.基于量子点和DNAzyme的高灵敏检测铅的研究通过量子点层层组装的信号加强和Pb2+特定的DNAzyme结合,构建了一种可以高灵敏地检测Pb2+的电子DNAzyme传感器。当Pb2+存在时,可以切割DNAzyme,同时释放出生物素修饰的DNA片段,这个片段可以进一步与固定在金片上的与它互补的DNA链进行杂交。因此,亲和素包裹的、量子点层层组装的纳米复合物通过生物素与亲和素强烈的相互作用被捕获到电极表面。随后,通过硝酸溶解捕获的量子点产生的电化学信号可以提供随着Pb2+浓度变化(动力学范围是1-1000 nmol/L)的定量的信息。由于大量的量子点能够急剧的放大信号,低至0.6 nmol/L的Pb2+可以被检测到。该传感器对其他二价的金属离子也有很好的选择性,因此,基于DNAzyme通用的传感器平台的构建为其他重金属离子的检测提供了巨大的发展潜力。