电化学发光（ECL）已逐渐发展成为一种强大的分析技术,应用于生物分析、环境检测、发光设备和成像等方面。ECL技术在大量免疫分析的临床诊断中成功商业化,如心脏病、病毒感染、肿瘤标志物等。本文利用新型材料并结合多功能DNA结构成功构建了性能良好的一系列电化学发光生物传感器,应用于Cd2+、Mg2+、BRCA1、CEA的高灵敏检测。本文将研究工作分为以下两个部分:1.本工作组装了一种多功能信号探针DNA网络结构（DNA Net）,该探针负载Ru（phen）32+和Ag纳米团簇（Ag NCs）,并与铽有机凝胶结合,设计了一种多功能电化学发光（ECL）传感器,用于Cd2+和Mg2+的双电位“开”“关”检测。首先,Cd2+（第一靶标）驱动的DNA walker循环产生大量的输出DNA,用于将具有Ru（phen）32+和富C碱基的多功能DNA网络（DNA Net）结构探针连接到铽有机凝胶（TOG）修饰的电极上。由此产生了Ru（phen）32+的正电位ECL信号,Ag NCs通过共振能量转移和共反应物竞争同时猝灭了TOG的负电位ECL信号,实现了Cd2+信号“开”和“关”检测。此外,第二靶标Mg2+特异性剪切电极上的DNA酶底物,释放出带有Ru（phen）32+和Ag NCs的DNA网络探针,实现双电位信号对Mg2+的“开”和“关”检测。该策略利用双电位ECL探针和新颖的DNA网络结构开发了一种新型多功能生物传感器,并利用双“开”“关”信号为多靶标检测开辟了一条新途径,在实际检测中显示出巨大的潜力。并将该多功能传感器成功应用于大米中Cd2+的检测。2.本工作是基于新型苝二亚胺（PDI）-金属有机框架（IRMOF-3）电化学发光能量转移增强DNA纳米花-Cd S QDs信号探针,并利用DNA步行器多重放大技术,构建了新型双电位比率型ECL生物传感器检测乳腺癌基因和癌胚抗原双目标。首先通过电化学还原将氧化石墨烯修饰到电极上,再通过π-π共轭修饰发光材料PDI@IRMOF-3复合物,之后滴加一层金纳米颗粒,将DNA探针以及猝灭剂多巴胺（DA）修饰到电极表面,获得一个较低的初始ECL信号背景。当目标一乳腺癌基因（BRCA1）存在时,BRCA1与DNA发夹杂交形成双足DNA步行器,该步行器与探针结合使得DA远离电极表面,PDI在-0.25 V的ECL信号恢复。镁离子驱动DNA酶识别切割活性位点,剪切Prober探针,释放双足步行器在电极上游走获得更高的信号放大,检测BRCA1。当目标物二癌胚抗原CEA存在下,通过燃料分子驱动链置换反应进行循环放大产出大量output DNA,将DNA纳米花-Cd S QDs信号探针连接到电极上,金属有机骨架IRMOF-3可以将自身的激发能量以非辐射的方式转移到基台的半导体量子点Cd S QDs中去,从而增加了Cd S QDs在-1.5 V处的ECL发光信号。在-1.5 V处Cd S QDs的信号变化和-0.25 V处基本不变的PDI的ECL信号的比值达到检测CEA的目的。该工作不需要更换共反应剂,简化了检测步骤,同时也能防止单信号所引起的假阳性错误。为早期的肿瘤筛查提供了一种新的检测办法。