医疗技术的快速发展对医学诊断技术也提出了新的挑战。对重大疾病尤其是癌症的早期预测和诊断,是进行有效治疗的关键所在,因此建立简单、快速、灵敏的检测方法来检测疾病标志物对于疾病的筛查、诊断和愈后评估具有重要意义。目前临床上对蛋白型肿瘤标志物的检测主要采用免疫分析法,但该方法因抗体和生物酶的使用使其存在成本高、稳定性差、耗时长和操作步骤多等问题。纳米科学与技术的快速发展为构建高性能生物传感器提供了契机,基于纳米材料的生物传感器与大型分析仪器相比具有灵敏度高、操作简单、响应迅速以及价格低等优点,因而在生物分析检测领域受到广泛关注,并成为本领域的研究前沿和热点。生物传感器的发展所面临的关键问题之一是如何充分利用不同纳米材料的特点和优势来提升其传感性能,并从微纳尺度和效应上对其反应过程和机理进行深入研究。本论文基于适配体、二硫化钼纳米片（MoS₂NSs）和Mo、S共掺杂碳点（Mo-CDs）的不同物理、化学性质,设计和构筑了几种生物传感器用于疾病标志物的检测,同时对传感过程和机理进行研究。具体内容如下:（1）首先,采用癌胚抗原（CEA）与MoS₂ NSs竞争结合其适配体探针的策略,开发了一种用于快速灵敏检测肿瘤标志物CEA的生物传感器。CEA检测主要用于各种胃肠道肿瘤的筛查,对该类疾病的诊断和预后评估非常重要。在所构建的“OFF-ON”型荧光生物传感器中,MoS₂ NSs因具有高效猝灭能力以及对适配体与适配体/蛋白质复合物具有优异识别能力,使得传感器的构建更加容易。实验结果显示所设计的生物传感器在100 pg/mL-100 ng/mL的浓度范围内对CEA蛋白检测显示出较高灵敏度,检测限为34 pg/mL,同时还具有良好的重现性和特异性。（2）进一步拓宽基于荧光标记适配体/MoS₂ NSs的生物传感器模型的适用范围,开发了用于检测乳腺癌特异性肿瘤标志物CA15-3的生物传感器,并比较深入地研究了单链DNA（ssDNA）与MoS₂ NSs间的作用机制。通过吸附和解吸附等实验探索了二者之间的界面相互作用,实现结果表明范德华力在MoS₂NSs吸附ssDNA的过程中起关键作用。此外,变温实验和荧光寿命测定等实验的结果表明MoS₂ NSs对标记在ssDNA上的有机染料Cy5的猝灭可归因于荧光共振能量转移,由此带来的MoS₂ NSs对适配体探针的高效猝灭能力以及MoS₂NSs对适配体和适配体/CA15-3蛋白复合物的不同亲和力,使得基于MoS₂ NSs的CA15-3传感器不仅具有高灵敏度（检测限为0.0039 U/mL）,还具有良好的稳定性和选择性。（3）利用MoS₂ NSs具有纳米酶催化活性的特点,并采用DNA修饰调控其催化活性的策略,开发了一种用于CEA检测的比色生物传感器。作为天然酶的替代物,MoS₂ NSs纳米酶的模拟酶活性较低,限制了其在生物传感传感器中的应用。针对这一问题,通过DNA修饰方法显著提高了MoS₂ NSs的类过氧化物酶活性,比未经修饰的MoS₂ NSs催化活性高4.3倍。实验结果表明催化活性的提高主要归因于ssDNA/MoS₂ NSs复合物对底物3,3,5,5-四甲基联苯胺（TMB）的亲和力更高,从而促进了电子从TMB向过氧化氢的转移。利用适配体调控MoS₂ NSs类过氧化物酶活性的特性,我们将aptamer/MoS₂ NSs体系包埋到琼脂糖水凝胶中,开发了一种方便的、价格合理且无需检测仪器的便携式试剂盒来可视化检测CEA。此项工作阐明了使用适配体提高纳米酶催化活性的可行性及所设计的生物传感器用于免标记、可视化检测适配体靶向生物分子的潜力。（4）在MoS₂辅助下合成了具有较强催化活性的Mo、S共掺杂碳点（Mo-CDs）,利用Mo-CDs的仿酶特性和胆固醇氧化酶的催化特性构建了级联比色生物传感器,并用于血清中胆固醇的检测。为了改进纳米酶的类酶活性,在合成碳点的原料中加入MoS₂粉末并进行超声处理,然后采用一步溶剂热法实现了碳点的Mo、S共掺杂。该碳点具有较强类过氧化物酶活性,可在H₂O₂存在时催化氧化TMB生成蓝色的ox TMB。Mo、S的掺杂可显著提高碳点（CDs）的产率,并可能进一步加速TMB和H₂O₂之间的电子转移速率,提高CDs的催化活性。所构建的胆固醇生物传感器在0.01-1.0 mM的范围内具有较高的灵敏度和优异的选择性,检测限低至7μM。此外,所构建的生物传感器在测量血清样品中总胆固醇浓度时,也取得了较好的结果,表明其在临床诊断和构建便携式检测试剂盒方面具有良好的应用前景。