本论文主要介绍了纳米放大技术、分子生物放大技术等新型信号放大技术,用来构建性能良好的电化学免疫传感器,降低单个生物标志物的检测限,提高传感器的灵敏度,检测的生物标志物包括生物激素、甲胚蛋白、癌胚抗原等。同时考察了各种免疫传感器的实际应用能力。新型放大技术的应用也为今后电化学免疫传感器的发展提供了新思路,为生物标志物在线检测提供了实验依据。本论文共分为六章,主要研究内容如下:第一章:首先简单概述了免疫分析和免疫传感器的定义。然后对电化学免疫传感器做了详细的介绍,包括其工作原理、分类和应用,尤其是几种信号放大技术。最后,简单的介绍了本论文的研究目的和主要内容。第二章:通过聚合作用制备了包裹着镉离子的磁性聚苯乙烯-丙烯酸纳米球(Cd-MPSA)。该纳米材料制备简单,易于清洗,可以作为标记物,在传感器的界面上构建传统的夹心式免疫分析模式,实现对促黄体激素定量检测的目的。在优化的实验条件下用方波伏安法进行测定,其线性范围是0.25 mIU mL-1～240 mIU mL-1,检测限是 0.08 mIU mL-1。第三章:通过层层组装技术制备了自组装量子点中空微球(QDHMS),并通过紫外分光光度计和ζ电位仪对其组装过程进行监测。由于在碳酸钙的表面组装,因此该材料具有较大的比表面积,作为标记物,可以固载大量的抗体。实验结果表明,在磁珠的表面构建夹心式的电化学免疫传感器,能够实现对IgG1的灵敏检测。在优化的实验条件下用方波阳极溶出伏安法进行测量,其线性范围是1.0 fg mL-1～1.0 mg mL-1,检测限是 0.1 fg mL-1。第四章:在微孔板上,以PbS纳米颗粒作为标记物,构建传统的夹心式免疫分析模式,用酸把免疫复合物中的PbS溶解得到Pb2+,用脱氧核糖酶(DNAzyme)修饰的金电极检测Pb2+,当Pb2+存在时,DNAzyme被激活,底物链RNA中碱基发生水解,被切断成两部分之后,电极表面的DNAzyme得以释放,使其标记的二茂铁分子靠近电极,产生电化学信号,达到检测抗原的目的。该方法结合免疫分析和DNAzyme的特异性,同时通过纳米材料和DNAzyme进行放大,可以实现PSA的低浓度检测,通过差分脉冲伏安法进行测量,线性范围是 0.1 pg mL-1～20 ng mL-1,检测限是 0.1 pg mL-1。第五章:在以上实验基础上,结合滚环放大技术对电化学免疫传感器的信号进一步放大,即与Pb2+发生反应之后,用电极表面上释放的DNA链作为引物链,环状DNA模板在T4连接酶、dNTP和phi29聚合酶的作用下发生滚环放大反应,形成包含无数重复序列的扩增链,将标记有银纳米簇的DNA与扩增链杂交,以银纳米簇的电化学信号作为指示信号,实现了对蛋白质分子的检测。以AFP为例,用差分脉冲伏安法进行测定,该免疫分析方法的线性范围是0.001 ng mL-1～200 ng mL-1,检测限是 0.8 pg mL-1。第六章:在纳米金上同时标记抗体和DNA,以此作为二抗,在磁珠上构建夹心式的免疫分析模式。为了进行信号放大,以纳米金上的DNA作为引物链引发两个发夹结构依次打开,发生杂交链反应,同时发夹结构上标记有二茂铁分子,随着杂交次数的增加,越来越多的二茂铁分子组装在免疫复合物上,得到较大的电化学响应信号,实现蛋白质的低浓度检测。在优化的实验条件下,用方波伏安法对IgG进行检测,线性范围是0.1 fg mL-1～100 ng mL-1,检测限是0.1 fg mL-1。