癌症是当今社会严重影响、危害人类健康发展且致死率很高的疾病之一。研究表明,其治愈率和早期诊断、治疗具有很大相关性。肿瘤标志物在病变体中会先于组织细胞形态学发生变化故其作为一种重要的癌症诊断检测目标而备受关注。然而,常规诊断方法对肿瘤标志物分析识别存在特异性低、灵敏度差等问题。因而开发新型、高效、灵敏的肿瘤标志物检测方法迫在眉睫。本文结合实验室配备的光学仪器如荧光光谱仪、电致化学发光分析系统以及暗场显微镜成像系统等从光信号分析角度构建了一系列检测肿瘤标志物的生物传感体系,如血小板衍生生长因子BB（PDGF-BB）、癌胚抗原（CEA）以及人B淋巴细胞瘤细胞（Ramos）。研究内容包括以下三个方面:1、基于适体和相应蛋白的高度特异识别作用,我们结合核酸等温循环扩增策略并通过目标分子蛋白引发的适体分子构象的变化而构建了一种能选择性测定PDGF-BB的适体传感器。设计的该适体传感器简单、无需繁琐的洗涤步骤及昂贵的仪器且灵敏度高能特异有效的量化低浓度的目标蛋白质并有望应用于其他肿瘤相关标志物检测。2、我们构筑了一种检测人B淋巴细胞瘤细胞（Ramos）的双电位电致化学发光传感器,该传感器基于鲁米诺（Luminol）和硫化镉量子点（CdS QDs）电致化学发光（ECL）的响应电位不同以及纳米级别金颗粒对CdS QDs ECL信号的等离子体共振增强作用。在该方法中,首先通过循环伏安法在FTO电极上沉积纳米金并与巯基修饰的捕获探针DNA1通过Au-S键结合。当DNA1与Au-Luminol功能化的细胞适体DNA2杂交后,在共反应物H₂O₂存在下,于4.5 V处（VS饱和甘汞电极SCE）检测到强的鲁米诺ECL信号。用含有Ramos细胞的溶液处理电极时,一定量的Au-Luminol功能化的细胞适体DNA2与细胞结合脱离FTO电极由此导致Luminol的ECL信号的减弱和单链DNA1的暴露。随后,在DNA3-AuNP-DNA4和AuNP-DNA4的协助下,修饰有CdS QDs的DNA5在FTO电极上形成网状结构,并在-1.25 V（VS SCE）产生CdS QDs的ECL信号。实验结果证明这种比率型双电位ECL传感器具有良好选择性和特异性,能有效避免生物分析中的假阳性结果。3、我们基于抗原抗体特异性免疫结合诱导AuNPs二聚体生成导致的等离子体共振增强,进一步诱导暗场视野下AuNPs的散射光向长波长方向位移,实现了对CEA的超灵敏暗场成像分析。免疫复合物可以有效地调节纳米粒子之间的距离并形成AuNPs二聚体使得等离子体耦合效应得到增强,导致粒子散射光的红移,这在单颗粒暗场显微镜中是可区分的。通过更精巧的设计,这种策略可延伸应用于单独或同时分析其他种类的生物标志物,并且该方法在临床肿瘤标志物分析量化方面具一定的有前瞻性和实用性。