生物标志物是指生物体当受到外界环境的改变时在不同生物学水平上异常化表达,作为一种标记系统、器官、组织、细胞等结构或功能改变的生化指标。生物标志物的特异性表达对疾病的早期筛查以及判断疾病分期状态至关重要。随着纳米科学的不断进步,以新型纳米材料为基础的生物传感器具有灵敏度高、响应时间短、稳定性好和设备简单等优点,很好地满足现场或偏远地区以及非专业技术人员操作的快速、灵敏和便携式检测需求,为生物标志物的早期预警提供可靠依据。论文结合本实验室在纳米材料的制备及功能化技术方面的优势,以纤维纸或导电玻璃为基底,合成了多种不同形貌、性能优良的碳氮基纳米材料,同时引入多重级联增敏机制和其他功能化纳米材料,构建高灵敏的荧光/比色及光电化学（PEC）多模式传感分析体系,实现对多种生物小分子的可视化预判及精准检测双模联动输出。本论文主要开展了以下三方面的研究:（1）采用高温煅烧和超声剥离策略合成石墨相氮化碳（g-C₃N₄）纳米材料,并通过贵金属纳米粒子的负载来提高g-C₃N₄的比表面积和采光活性位点,同时利用带隙匹配的半导体纳米材料级联敏化策略以增强g-C₃N₄的可见光吸收和电荷转移效率,为提高g-C₃N₄基生物传感器的性能奠定基础;（2）基于g-C₃N₄对钯纳米团簇（Pd NCs）的猝灭机制,结合Pd NCs的类酶活性和荧光特性及特异性核酸酶切循环信号放大效应,设计新型的多功能荧光/比色双模纸基生物传感器,实现对miRNAs的比色可视化初筛及荧光高灵敏定量输出;（3）基于目标物诱导的无酶催化发夹组装和脱氧核酸酶引发的生物催化沉淀反应机制,设计g-C₃N₄级联敏化结构作为PEC生物传感器的光电极,实现光生电子-空穴对的有效分离,借助光电信号由“开”到“关”的切换,为端粒酶检测提供一种通用、灵敏和有效的方法。