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MicroRNA(或miRNA)是一种内源非蛋白编码的小型RNA分子,其大约有22个核苷酸的长度,可以通过自身的翻译抑制或降解来调节转录后的目标基因表达水平。最近,大量研究已经表明:细胞或血液中miRNA异常的表达水平与人类许多疾病有关,如癌症与糖尿病,尤其是前者。这说明miRNA可以被作为一种理想的临床肿瘤标志物以诊断与治疗癌症。因此,发展一种能准确检测细胞或血液中miRNA表达水平的方法就显得尤为重要。然而,miRNA自身具有序列短、含量低及家族成员之间序列高度相似等特性,这就给灵敏且高选择性检测带来一定挑战。除了传统的miRNA检测方法外,一些光学、电化学分析方法及电化学发光方法与多种信号放大技术结合使用已经实现了 miRNA高灵敏检测。尽管酶催化与DNA组装技术能使miRNA电化学发光分析的灵敏度得到大幅度提高,但是其成本较高、往往需要苛刻的反应条件或需要对探针进行特殊设计。而基于纳米材料信号放大技术发展起来的生物传感及成像分析也有着广阔的发展前景。其中二氧化硅纳米粒子与金纳米粒子是成本较低、制备方法最成熟,也是应用较为广泛的两种纳米材料。前者不仅可以将一些荧光分子或电活性物质掺杂其中并使该复合纳米材料拥有优于游离态掺杂分子的光学特性,而且还可以通过改变其孔径大小来改善其传质通道。金纳米粒子则是主要基于自身的光学性质及良好的导电性能而引起了研究者的极大关注,尤其是可以通过改变其尺寸、表面修饰物、电性及其存在状态来进行不同目标物的检测。本论文主要分为两部分,第一部分为综述,主要介绍了 miRNA电化学分析方法研究进展,重点评述了基于信号放大技术-伏安分析法及电化学发光分析法在miRNA传感领域的应用研究。第二部分为研究报告,利用ss-DNA与ss-DNA/miRNA异源双链杂交体分别与结晶紫、复合二氧化硅纳米粒子及金纳米粒子之间不同的作用力,同时结合其相互作用产物在修饰电极表面的选择性富集效应而发展了三种miRNA电化学发光传感方法。主要进行了以下三个方面的研究工作:1、结晶紫有效猝灭多孔结构Ru(bpy)32+/SiO2复合纳米粒子电化学发光及其应用于MicroRNA灵敏检测利用结晶紫与ss-DNA及ss-DNA/miRNA异源双链杂交体的结合作用力差异及其相互作用产物中结晶紫在经强碱刻蚀过的Ru(bpy)32+/SiO2复合纳米粒子(ERuSiNPs)表面的富集性差异,再结合上结晶紫能有效猝灭ERuSiNPs的电化学发光反应而构建了一个简单且免酶、免标记的miRNA电化学发光检测方法。在这个传感策略中,我们以r-GO(石墨烯)/Nafion-ERuSiNPs修饰电极为传感界面,结晶紫与三丙胺分别为杂交指示剂及电化学发光共反应试剂,同时以let-7a为目标分析物。与未经碱刻蚀的复合纳米粒子相比,以ERuSiNPs为信号传感指示剂而构建的传感策略拥有更高的灵敏度。本文建议的策略也能发展成为一种普通的检测平台以免标记且灵敏分析其它特异性miRNAs。2、Hemin/PEI/SiO2复合纳米粒子的制备及其免标记电化学发光分析法检测MicroRNA采用反相微乳液法合成了 PEI/SiO2复合纳米粒子,并利用PEI与hemin分子之间的超分子作用而将hemin稳定组装于该复合纳米粒子中,从而成功制备了同时具有生物相容性与电催化活性的Hemin/PEI/SiO2复合纳米粒子(HPSiNPs)。基于HPSiNPs对ss-DNA及ss-DNA/miRNA杂交体的亲和力差异,以及碳纳米管(CNTs)-Nafion修饰电极对不同存在状态HPSiNPs的选择性富集,再结合上HPSiNPs对鲁米诺-过氧化氢体系电化学发光反应的强烈催化作用,我们建立了一种新型MicroRNA电化学发光分析方法。与滚环信号放大及DNA组装技术放大策略相比,使用的核酸识别探针不需要被特殊设计与标记。3、基于目标诱导纳米金在Nafion-碳纳米管-PVP界面富集及其免标记电化学发光分析法检测MicroRNA本工作通过依次将Nafion-碳纳米管(Nafion-CNTs)分散液及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰在玻碳电极(GCE)表面而制成了一个生物传感界面(Nafion-CNTs/PVP/GCE)。该传感界面能选择性富集与ss-DNA/miRNA杂交体相互作用过的金纳米粒子(AuNPs),再结合上AuNPs对鲁米诺电化学发光反应的强烈催化作用,我们建立了一种免标记电化学发光检测MicroRNA的新方法。修饰于电极表面的碳纳米管既加速了电子转移效率,也能提供更多的PVP活性位点以结合AuNPs。而PVP的组装一方面降低了电化学发光的背景信号,有利于灵敏度的提高;另一方面,也为结合未加任何修饰的AuNPs提供了微环境。因此,该传感界面在分析临床相关癌症生物标志物时具有成本低及灵敏度高等优势。