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电化学发光（ECL）由于其具有低背景干扰、高灵敏度、线性范围宽和可控性高的优点,在临床诊断和生命分析领域得到广泛应用。ECL成像作为一类新兴的可视化技术,得益于其时空分辨和高通量的技术特点,在单颗粒分析、多靶标检测和细胞成像领域,均取得了重要进展。利用ECL成像技术可以更方便地揭示有关单颗粒电化学反应活性和细胞生命活动的相关信息。然而,绝大多数的ECL成像还是依赖于鲁米诺/H2O2和三（2,2’-联吡啶基）钌（II）（[Ru（bpy）3]2+）/三丙胺（TPr A）体系,它们通常具有以下不足之处:（1）小分子的ECL发光体,往往不易进行生物标记。若对它们及其衍生物进行功能化,则需要较为复杂的反应过程。（2）在对单颗粒或单细胞进行ECL成像时,通常需要引入很高浓度的共反应剂,尤其是胺类共反应剂,这会带来不可忽视的细胞毒性和环境污染性,对活细胞的实时或原位检测十分不利。（3）在对低丰度目标进行检测时,局部的信号增强是必要的,但小分子的ECL发光体难以与多种信号放大策略相结合。因此,不断开发更适于ECL生物成像的发光体是ECL成像技术发展的重要方向之一。本论文针对这一方向,设计了一系列基于聚合物点（Pdots）的ECL成像体系,引入多种策略提高了Pdots的ECL性能,并结合丰富的DNA放大技术,开发了多种ECL可视化传感平台,实现了疾病标志物的高通量、高灵敏和活细胞原位检测,具体包括以下四个部分:1、基于聚合物点的双DNA扩增增敏的电化学发光成像将Pdots与双DNA扩增策略相结合,设计了一种用于多种蛋白质免疫分析的真色ECL成像方法。在Pdots表面修饰DNA1,并与连有淬灭剂的DNA2杂交,以淬灭Pdots的ECL发射。捕获抗体固定在Au/ITO表面来识别目标蛋白质,依次与生物素化的检测抗体、链霉亲和素和生物素标记的引物链温育后,进行滚环扩增反应,引入大量的功能化DNA1-Pdots到Au/ITO表面。在外切酶Ⅲ的存在下,进一步触发酶促循环反应,使Pdots不断从自淬灭探针表面释放。双DNA扩增策略所放大的ECL信号,足以实现真色ECL成像。用肺癌特异性的生物标志物癌胚抗原、细胞角蛋白-19片段和神经元特异性烯醇化酶为分析物,基于双DNA增敏策略,提出ECL真色多靶标分析方法,显示优异的检测性能,已用于肺癌临床血清样本的检测。2、双共振能量转移增强聚合物点的电化学发光用于高灵敏生物分析通过在一个三组分Pdots中引入双共振能量转移机制,实现了 Pdots ECL的显著增强。该机制有效缩短了能量传输的路径,相对于不含共振能量转移和含有单个共振能量转移过程的对照体系,含有双共振能量转移的Pdots,其ECL强度分别是前两者的380倍和31倍,ECL效率相对于1 mM[Ru（bpy）3]2+为23.1%。此外,用金属-有机框架纳米粒子负载Pdots,构建了高效的ECL探针,将探针与靶介导的酶循环扩增和DNA阵列相结合,设计了具有较高灵敏度的ECL成像方法,可同时对活细胞上的两种膜蛋白进行定量分析。3、双分子内电子转移增强聚合物点的电化学发光用于膜蛋白的原位成像在聚合物的侧链引入三级胺,设计了一种自带共反应剂的Pdots,其ECL过程涉及了双分子内电子转移,从而大大增强了 ECL信号。该Pdots在不含共反应剂的电解液中,施加+1.2 V的电位可产生ECL,其共轭长链结构和双分子内电子转移使其ECL强度达到超前的水平,其强度是等量Pdots/三乙胺（TEA）混合体系的132倍,ECL效率甚至高于[Ru（bpy）3]2+/TEA体系。因此,这种自共反应剂的Pdots可以用于单个活细胞上膜蛋白的原位ECL显微成像,且不需要额外的渗透处理来进行共反应剂转运,该方法还实现了对细胞表面特异性蛋白表达的评估。4、基于聚合物点电位和颜色分辨电化学发光成像用于两种microRNA的检测设计并合成鲁米诺掺杂的蓝光聚合物点（L-Pdots）和二乙胺偶联的红光聚合物点（N-Pdots）,构建了一种电位和颜色分辨相结合的ECL阵列成像方法。成像阵列由各自用淬灭剂标记的DNA共价修饰的L-Pdots和N-Pdots混合制备,用以识别相应的microRNAs。加入双链特异性核酸酶后,与miRNAs杂交的DNA被酶解,释放淬灭剂和microRNAs,导致Pdots的ECL恢复,并实现目标microRNA-21和microRNA-205的循环。通过在+0.6V和+1.0V下对阵列进行成像,提取出蓝色通道图像和红色通道图像来分别定量相应的microRNA,成功地实现了两种microRNAs的同步和高通量的检测。5、基于ECL成像的单细胞阵列用于检测PC12细胞分泌的多巴胺构建了能够用于定量检测单细胞分泌多巴胺的ECL成像平台,该平台以微流控单细胞阵列为基础,以修饰了多巴胺适配体的TEA-Pdots为基底。该阵列能够将单个细胞捕获于微孔中,并且形成独立微室,当环境中氧气浓度降低时,PC12细胞分泌的多巴胺被TEA-Pdots上的适配体捕获,施加+1.4 V的电位后,多巴胺氧化成醌类物质猝灭了 TEA-Pdots的ECL,成功地实现了单细胞分泌多巴胺的检测,并揭示了单细胞异质性。