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随着时代的发展,科技的进步,人类生活水平日益提高,人们对于生命健康和食品安全也愈发关注,进而对生物医学样品分析和食品安全监测方面提出更高要求。开发高灵敏、高通量、普适性、多样性的分析方法和微型化、便携式的检测设备显得极为迫切。电化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）技术的迅速发展对此提供了强有力的方法支持。电化学发光是将电化学技术与化学发光技术相互结合的一种检测方式,综合了电化学分析速度快、检测范围宽以及化学发光检测灵敏度高、检测下限低等优点。从发现电化学发光现象到发光机理的不断更新,电化学发光的研究对象日益丰富,新材料、新方向更是层出不穷,这也是由于其强大的融合交叉能力使其在近百年的发展中,顺应时代变化并沿用至今。其中,基于三联吡啶钌(Ru（bpy）32+)探针的ECL体系由于其具有发光效率高、发光强度稳定、探针可循环再生等特点,已经成为构建临床诊断、食品安全、环境监测等领域检测中最常用的ECL传感器体系。当前,利用这一体系已经开发出很多高灵敏的ECL传感器,但提升灵敏度的方式通常是在电极表面逐级修饰昂贵的纳米材料或有机复合材料,并且构建的ECL传感器检测模型过于单一,更换检测目标物时需重新构建模型,这样不仅费时且耗费试剂。因此,开发一种制备简单、快速、经济且普适性强的高灵敏ECL传感器尤为重要。本论文为解决上述问题,提出了多种方案:1.与二维碳基电极相比,选择三维石墨烯结构电极（3DG）,增加活性比表面积,提升检测灵敏度。2.在电极表面修饰垂直有序介孔二氧化硅薄膜（Vertically-ordered mesoporous silica films,VMSF）,薄膜制备方法简单且经济,并通过薄膜的静电相互作用对Ru（bpy）32+进行强烈富集,从而使构建的ECL传感器检测灵敏度提升。3.通过一种简单的薄膜层层堆积修饰方法,构建了一种普适性强的固态ECL生物传感器方案检测多种生物分子。具体研究内容如下:1.介孔二氧化硅纳米通道-三维大孔石墨烯电极构建小分子ECL检测平台提出了一种在三维石墨烯电极上修饰垂直有序介孔二氧化硅纳米通道膜（VMSF）制备新型电化学发光传感平台方法。通过在3DG上电接枝3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）作为分子胶水,解决了VMSF无法直接在碳基电极上稳定生长的问题。随后通过电化学辅助自组装（EASA）法生长的VMSF可完全覆盖在3DG表面,并表现出较高的稳定性。所研制的VMSF/APTES/3DG传感器对Ru（bpy）32+具有高灵敏的ECL响应,这归因于3DG的高活性面积和高电导率与带负电的VMSF纳米通道对带正电的Ru（bpy）32+强烈富集作用。通过高灵敏检测两种可直接参与ECL反应的小分子物质验证了模型的可行性。综上所述,所提出的三维ECL传感器可能为开发高灵敏的ECL传感平台开辟新的途径。2.Ru（bpy）32+介导的DNA催化氧化反应构建食品中有毒物质ECL检测平台基于富含鸟嘌呤碱基的适配子和介孔二氧化硅纳米通道修饰的氧化铟锡电极（VMSF/ITO）,建立了一种免标记、高灵敏,高特异性检测黄曲霉素,赭曲霉素的ECL传感方案,这种方案省去了标记、分离和固定步骤,并且操作简单。该检测方法基于Ru（bpy）32+介导的鸟嘌呤碱基的催化氧化反应,通过目标检测物和与其相对应适配子的特异性结合改变适配子的构象从而屏蔽G碱基,使Ru（bpy）32+难以接近G碱基,导致ECL信号减小,最终达到检测黄曲霉素,赭曲霉素这类食品有毒物质。并且这种方案也可以通过更换适配体序列达到普适性检测的目的。3.双极性二氧化硅纳米通道阵列限域发光体构建ECL生物传感器（1）首次构建了一种“静电笼”作为电化学发光体的载体,开发了一种超灵敏、信号稳定的固态ECL平台。此模型是由具有不对称表面电荷的双层VMSF组成的bp-VMSF,可以对ECL发光团(Ru（bpy）32+)实现高负载量和高稳定性的静电限域,这是由于内部负电性孔道的静电吸引和外部正电性孔道的静电排斥所导致的。通过链霉亲和素（SA）与带有生物素的SARS-CoV-2抗原进行高特异性结合反应对bp-VMSF表面进行修饰。制备的固态ECL生物传感器可实现对SARS-CoV-2抗体的超灵敏检测。所构建的传感器结构简单、经济且具有长期稳定的性能,为固态生物传感器的构建开辟了一条新的途径。为了进一步拓宽静电笼模型的应用并验证模型普适性,选择两种肿瘤相关生物标志物CEA和CA15-3,分别通过ECL和电化学（EC）双模式对其进行检测。（2）为了进一步优化模型,提高传感器灵敏度,在纳米通道内电沉积金纳米颗粒（AuNPs）,构建基于AuNPs@bp-VSMF的超灵敏ECL生物传感器。这归因于AuNPs优异的导电性能与电催化性能从而增强发光信号,最终实现检测灵敏度的提升。为了验证可行性,选择新冠假病毒为目标分析物,分别通过ECL和EC方法实现了人口腔唾液和环境水样中目标物的成功测定。此外我们进一步将该模型成功移植到柔性电极上,为可穿戴设备的构建提供了新思路。