电化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）是物质在电化学氧化还原反应诱导下产生的发光现象。作为一项前沿分析技术,它具有背景信号低、灵敏度高、线性范围宽、设备简单、易操作等优势,因此被广泛地应用于环境监测、食品安全及临床诊断领域。在临床诊断领域,ECL分析已发展成为一项基础技术用于各类疾病生物标志物相关的定量检测工作。然而由于检测灵敏度限制,传统ECL分析方法无法满足生物医学领域中某些丰度较低、样品基质干扰严重的样本检测需求。因此,本文拟从设计新型核酸信号放大策略和开发高效ECL发光剂的角度出发构建新型ECL传感器,以提升其在生物医学领域中的分析性能,具体研究内容如下:1.基于双重核酸信号放大策略的电化学发光传感器的构建及应用建立灵敏、可靠的ATP定量分析方法在临床诊断及食品安全领域均具有重要意义。本研究通过对核酸探针进行理性设计,成功地将适配体酶反应介导的信号放大技术和催化发卡自组装信号放大技术（CHA）两者级联并构成新的双重核酸信号放大策略。PAGE电泳结果证实,该双重核酸信号放大策略具有约940倍信号放大能力。其次,本研究成功合成了Ru（bpy）32+分子掺杂的二氧化硅纳米粒子（Ru Si O2）,并以Ru Si O2作为高效ECL发光剂修饰于电极表面,二茂铁（Fc）修饰的DNA作为ECL信号猝灭探针,构建了一种针对三磷酸腺苷（ATP）定量检测的ECL传感器。同时,本研究成功合成了磁性探针（Au@Fe3O4）用于负载DNA探针,在分离、纯化中间体DNA的过程中发挥重要作用,有效地降低了信号放大过程中可能产生的额外背景信号。在最优传感条件下,该ECL传感器能够实现0.1至1000 p M浓度范围ATP的定量检测,该方法的最低检测限（LOD）达到0.054 p M,与已报道的ATP分析方法相比,表现出线性范围宽、灵敏度高等优势。此外,该ECL分析方法还能够用于人血清加标样本及金黄色葡萄球菌胞内ATP的定量检测,具有一定的实践能力和价值。2.基于双功能发光剂的无标记micro RNA-21电化学发光传感器本研究首先通过一步法成功合成了Ru（bpy）32+及DEAMTES分子共掺杂的二氧化硅纳米粒子（DEAMTES@Ru Si O2）。一方面,DEAMTES@Ru Si O2能够有效缩短ECL反应过程中发光剂Ru（bpy）32+与共反应剂DEAMTES的电子传输距离,从而提升电子传递速率并减少能量损耗,相较于Ru（bpy）32+/三乙胺（TPA）及Ru（bpy）32+/DEAMTES传统发光方式,其ECL性能分别提升3倍、4.3倍;另一方面,由于Si O2基质的物理吸附作用及表面DEAMTES分子中的叔胺基与电极表面含氧基团的氢键作用,DEAMTES@Ru Si O2还具有优异的成膜性能,能够有效提升修饰电极的ECL稳定性。其次,本研究设计了一种CHA反应介导的核酸信号放大策略,该策略不仅能够特异性识别目标物mi RNA-21,还能够实现约175.5倍的信号放大能力。基于双功能ECL发光剂DEAMTES@Ru Si O2及CHA放大策略,本研究构建了一种无标记的mi RNA-21定量检测ECL传感器。在最优条件下,该传感器能够实现0.01至1000 p M浓度范围mi RNA-21定量分析,其LOD达到8.19 f M,具有线性范围宽及灵敏度高的优势。此外,该传感器还具有制备方法简单、检测速度快等特点,并能够成功应用于人血清加标样本的检测,具有一定的实际应用潜力。3.高效铜纳米簇ECL发光剂的设计与性质研究开发高效、低成本、易制备ECL发光剂对当前ECL分析技术的发展具有重要意义。本研究首次以4,6-二甲基-2-巯基嘧啶（DMPM）作为还原剂和配体保护剂合成了一种铜纳米簇（DMPM-Cu NCs）。本研究发现,当DMPM-Cu NCs分散于水中时能轻易启动自组装反应并快速生成大量规则纳米片产物（SA-DMPM-Cu NCs）。联合多种表征技术的结果表明DMPM-Cu NCs的自组装行为发生可能是由纳米簇之间的亲铜相互作用及配体间的π-π相互作用共同驱动,它能够显著提升DMPM-Cu NCs的荧光性能高达15.1倍,此外还能够显著改善DMPM-Cu NCs光稳定性及氧化稳定性。更重要的是,DMPM-Cu NCs的自组装行为还能够提升其共反应剂型ECL反应的发光效率,如以三乙胺（TEA）作为共反应剂时其ECL效率高达39%,在已有报道的同类发光剂中处于较高水平。总之,本研究首次提出了一种提升铜纳米簇的荧光、ECL效率及稳定性等方面性质的策略,并获得了一种高效、低成本、易制备的ECL发光剂,对后续铜纳米簇在ECL领域的应用及低成本ECL分析方法的建立具有重要推动作用。