近年来,具有超顺磁性的磁性纳米颗粒(MNPs)在药物靶向,细胞分离,DNA和蛋白分离与检测等方面有着广泛的应用,而具有特定理化性质和表面功能的MNPs显示出优异的快速响应能力、对靶标的定向捕获能力和信号放大作用等。因此,MNPs的功能化在生物传感器的研发领域备受关注。功能化的MNPs可以兼具识别、信号输出和分离富集等特点整合到换能器材料中或分散在样品中,然后通过外部磁场将其吸引到传感器的检测表面上,以增强传感器的灵敏度和稳定性,在检测疾病标志物中表现出优异的临床应用前景。基于此,本论文合成了两种功能化MNPs复合物,结合表面等离子体共振(SPR)和电化学方法在信号输出上具有准确和快速的特点,分别构建了心衰和免疫缺失疾病的生物标志物的传感器,并对该免疫测定的实际应用性能进行了评估。该论文的主要研究内容如下:1.分析物诱导的磁等离子体纳米复合物增强SPR信号和构建双重识别策略用于血清样品中的BNP检测B型脑钠肽(BNP)是一种短肽,被认为是重要的心力衰竭(HF)相关生物标志物。由于BNP在血液中的浓度低且半衰期短,因此实现BNP的灵敏检测是诊断HF早期阶段患者的关键。在本章中,我们构建了一种基于功能化MNPs的表面等离子体共振(SPR)传感器,用于灵敏测定BNP。该传感器利用适体功能化的金纳米颗粒(GNPs-Apt)和抗体修饰的磁性纳米颗粒(MNPs-Ab),可在复杂环境中对BNP进行双重筛选。在检测体系中,BNP的存在会形成MNPs-Ab/BNP/GNP-Apt磁等离子体纳米复合物,可以通过外磁场将其与复杂样品快速分离,从而避免了分析物在半衰期内降解。同时这种磁等离子体纳米复合物能增强SPR信号。开发的SPR生物传感器显示出高选择性,BNP检出浓度具有从100 fg/m L到10 ng/m L的宽动态响应范围以及28.2 fg/m L的低检测限(S/N=3)。所构建的传感器成功应用于临床样本中的BNP检测。因此,本章设计的SPR生物传感器提供了用于BNP检测的超灵敏传感方法,在临床实践中具有潜在的应用前景。2.基于天然受体的竞争性免疫电化学分析方法用于Siglec 15的超灵敏检测唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素15(Siglec 15)是一种新型的免疫调节靶标,被确定为一种肿瘤微环境中的免疫抑制剂。准确评估Siglec 15的表达水平对于癌症的预后和治疗至关重要。在本章中,为了模拟细胞信号途径中Siglec 15和DNAX-激活蛋白(DAP 12)之间的相互作用,设计了基于功能化MNPs和天然受体的免疫电化学传感器。修饰在电极表面的Siglec 15特异识别和结合标记有二茂铁(Fc)的DAP 12,并将其作为电化学信号报告分子。抗体功能化的MNPs在复杂检测体系中识别和富集Siglec 15,并将目标物在外磁场作用下引到传感器的表面。游离的Anti-Siglec 15将“挤掉”DAP 12-Fc,并结合电极表面的Siglec 15,最终样品中Siglec 15的浓度与电化学信号变化呈正相关。基于天然受体的竞争性测定可确保抗体与Siglec 15之间的有效结合,并减少非特异性相互作用。功能性MNPs的快速富集和定向捕获能力,保证了该竞争性测定法的高灵敏性和选择性。因此,这种简单的基于功能化MNPs和天然受体的电化学传感器在实际临床应用中具有一定潜力。