癌症的诊断、治疗与预后与肿瘤的分期状态密切相关,越早诊断预示着预后越理想。而肿瘤的分期状态又与患者血清中肿瘤标志物的含量密不可分。因此,准确而灵敏地定量检测患者血清中肿瘤标志物含量显得非常重要。目前肿瘤标志物的定量分析主要采用免疫分析法,并在此基础上发展起来各种各样的免疫传感器。与其他类型的免疫传感器相比,荧光免疫传感器和电化学免疫传感器分别以其卓越的稳定性和灵敏性备受关注。但是随着癌症患者病情的不断变化,肿瘤标志物含量也在不断的变化,血清中某些肿瘤标志物的含量可能呈现出极低的水平,这就给现有的免疫传感器提出了更大的挑战,要求持续发展和构建灵敏度更好的免疫传感器。本论文中,我们将荧光分析方法的稳定性、电化学分析方法的灵敏性、纳米粒子的信号放大作用以及免疫反应的特异性有机结合起来,构建了几种新型的光学和电化学免疫传感器,对前列腺癌抗原、癌胚抗原及甲胎蛋白进行了单检测、双检测和三检测的系列实验研究,开展的具体工作如下:1.基于SiO₂ NSs和HRP放大的荧光免疫传感器的构建及其对前列腺癌抗原的检测。本工作中,我们构建了一种简单的荧光免疫传感器,将一抗固定在96孔培养板中,采用二氧化硅纳米球（SiO₂ NSs）来负载辣根过氧化物酶（HRP）及其标记的二抗,在目标分析物前列腺癌抗原（PSA）存在的条件下,形成一个夹心型的免疫复合物,在L-酪氨酸和过氧化氢体系中,底物L-酪氨酸被催化氧化,生成能发射荧光的二聚体。通过荧光技术采集反应信号,实现了对前列癌抗原的光学测定。并利用红外光谱、紫外光谱及扫面电镜技术对实验中使用的纳米复合物进行表征。实验结果显示,该免疫传感器在最优的条件下检测范围为0.05¹00 ng mL^-1,检测限为0.01 ng m L^-1。2.基于Si/CdTe QDs和Si/Au NCs作为标记物的荧光免疫传感器测定两种肿瘤标志物。本工作中,我们设计了一种新型的荧光免疫传感器,采用磁珠作为捕获抗体固定的平台,碲化镉量子点（CdTe QDs）和金纳米簇（Au NCs）沉积的硅纳米球作双信号标记物,癌胚抗原（CEA）和甲胎蛋白（AFP）作目标分析物,经过一个特异性的夹心免疫反应后,免疫复合物在550 nm和655 nm处发射出两个较强的荧光信号峰,它们分别对应的是CdTe QDs和Au NCs的荧光发射峰。在优化的实验条件下,荧光强度在0.1⁴00 ng mL^-1范围内与CEA和AFP的浓度呈线性关系。与此同时,我们还考察了该免疫传感器对人血清样本的实际分析能力以及免疫探针在细胞标记和细胞成像中的初步应用。3.基于金、银纳米粒子装饰的碳纳米球作为标记物的多分析电化学免疫传感器。在这个工作体系中,我们发展了一种多分析的电化学免疫传感器,碳纳米球（CNSs）,形貌统一并具有良好的分散性,用作银纳米粒子（Ag NPs）、金纳米粒子（Au NPs）、硫堇（Thi）和二抗固定的载体,制备了两种复合物CNSs@Ag NPs-Ab₂和CNSs@Thi-Au NPs-Ab₂,用作电化学信号探针。CEA和AFP作为模型蛋白质。而金纳米粒子/氧化还原石墨烯复合物用作传感界面。在CEA和AFP同时存在的条件下,两种信号探针通过抗原-抗体反应结合到修饰的电极表面,形成夹心型的免疫复合物。在差示脉冲伏安曲线中,能观察到两个区分明显的信号峰,峰电位分别在+0.16V和-0.33V,对应的是Ag NPs和Thi的氧化峰位置。实验结果表明,两种肿瘤标志物能在0.01⁸0 ng mL^-1范围内被灵敏的检测,检测限分别低至2.8 pg mL^-1（CEA）和3.5 pg mL^-1（AFP）。4.基于金属离子标记的纳米复合物作为信号探针的多分析电化学免疫传感器。本项工作中,基于金属离子标记的纳米复合物作为信号探针,我们发展了一种多分析的免疫传感器,为同时测定三种肿瘤标志物。我们将金纳米粒子沉积在玻碳电极上来固定三种一抗,而免疫探针则是通过分别组装三种金属离子(Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺)和对应的二抗在金纳米粒子/碳纳米球复合物上来制备。在三种肿瘤标志物（PSA、CEA、AFP）同时存在时,能在传感界面上形成三种免疫复合物。在方波伏安曲线中得到三个区分明显的信号峰,峰电位分别在-0.63 V(Pb²⁺)、-0.85 V(Cd²⁺)和-1.12 V(Zn²⁺)。实验结果显示,该传感器具有良好的选择性和较高的灵敏度,无明显的交叉反应,可以用作同一个体系中多个肿瘤标志物的同步分析。