电化学免疫传感器是将免疫分析技术与电化学传感器相结合的一种新型免疫分析方法,是基于测量电流、电位变化来进行免疫分析的生物传感器。电化学免疫传感器在临床医学、环境和食品工业等方面都有重要应用,并以其体积小、专一度强、灵敏度高、检测快速方便、成本低和容易实现实时在线活体检测等优点,成为当前研究的热点之一。而电化学免疫传感器的性能主要取决于生物活性物质的固定方法,因此如何将生物活性组分有效地固定在电极表面上并保持其良好的生物活性是电化学免疫传感器研究和开发中最为重要的工作。近年来,纳米技术逐步进入生物传感器领域,并引发突破性的进展。纳米颗粒可以广泛地应用于敏感分子的固定、待测物质的富集和浓缩、信号的检测和放大。由于纳米结构有着优异的化学和物理性能,有着极高的比表面,有利于提高敏感分子的吸附能力,并能提高生化反应的速度,因此被广泛用于生物传感器表面吸附层的制作。本文正是基于以上考虑,探索和研究基于纳米材料为载体的一系列生物分子固定方法等。第一部分基于功能化纳米材料的免疫传感器的研究1.利用一种具有良好的导电功能的有机化合物制备了一种新型的具有良好导电性能的功能化纳米二氧化钛（PV-NTiP）材料,并将其应用于电化学免疫传感器的研究应用。采用简单的滴涂法将PV-NTiP修饰于电极表面,再静电吸附纳米金,并进一步固定抗体于修饰电极表面,制备成一种灵敏的电化学免疫传感器。通过循环伏安法（CV）和交流阻抗技术（EIS）考察了电极表面的电化学特性,并对该免疫传感器的性能进行了详细的研究。PV-NTiP的引入,使得电极的电流响应增强,并使得电化学免疫具有较高的灵敏度和较低的检测下限。该免疫传感器线性范围为1.25～200.0 ng·mL^-1,线性相关系数为0.9982,检出限为0.6 ng·mL^-1。将该免疫传感器用于病人的血清样品分析,并应用F检验统计数据分析的方法将其与ELISA法的结果相比较,结果表明两者之间不存在显著性差异,即该免疫传感器能够代替现有的ELISA法应用于临床分析。2.据文献报道及大量的实验证明,纳米金具有良好的蛋白质吸附能力和生物兼容性,适用于生物分子,如抗体、酶等的固定。但是由于纳米粒子固定于电极表面形成纳米金层后,纳米粒子之间存在一定的空隙,一定程度上降低了纳米金层的导电能力,影响了电化学免疫传感器的电流响应及灵敏度等。基于此,我们合成了一种具有良好导电能力的双巯基功能有机化合物,并将其与纳米金联合形成具有高导电能力及良好生物兼容性的功能化金纳米粒子,将其修饰于玻碳电极表面后,形成比表面大、吸附性能强且高导电能力的功能化纳米金层,并进一步吸附甲胎蛋白抗体,将其固定到电极表面,从而制得甲胎蛋白抗原免疫传感器。该免疫传感器的线性范围为2.0～200.0 ng·mL-1,其线性方程为i=0.047 C_[AFP]+0.1803,线性相关系数为0.9983,检出限为0.8 ng·mL-1。同时对该免疫传感器的选择性和再生性能等进行了研究,表明该免疫传感器具有良好的性能,有望进一步应用于临床研究应用。第二部分基于磁性纳米材料的免疫传感器的研究1.在纳米技术发展过程中,纳米材料的开发和应用处于核心地位,纳米材料从根本上改变了材料的结构,被公认为是21世纪最具有前途的科研领域。纳米材料具有良好的吸附能力、催化效果等,尤其是磁性纳米材料更具有独特磁性等,在近年来的研究中受到了特别的青睐。通过磁性纳米粒子的掺杂可以使得导电能力较差的聚苯胺具有了较为良好的导电能力,从而应用于电化学传感器的研究。ITO导电玻璃是表面修饰有SnO₂/InO₂薄层,从而赋予了其一些特殊的性能,如良好的导电性、便于修饰等,另外其造价便宜、适合于机械加工等使得其在电化学免疫传感器的应用中具有独特的研究前景。采用滴涂法将聚苯胺掺杂Fe₃O₄纳米粒子固定于ITO导电玻璃表面用以吸附抗体,从而制得便捷、实用的电化学免疫传感器。采用交流阻抗及循环伏安等技术对电化学免疫传感器的制备过程进行了表征。研究发现,该免疫传感器具有良好的响应性能,其回归方程为i（μA）=-0.8037 C（ng/mL）+246.4,相关系数0.9975,检测限为0.6 ng/mL;同时,还对其选择性、再生性能进行了研究。2.电化学免疫传感器由于其简便、快速、灵敏度高等特点而具有良好的应用前景,然而其再生性能在一定程度上限制了其发展及在临床中的应用。我们采用制备的新型磁性金纳米线研制了一种新型的免再生电化学免疫传感器,并取得了良好的响应性能。电位响应差值△E（抗原抗体反应前后电位差）与AFP抗原浓度(C_AFP)的对数值在0.4～50 ng·mL^-1范围内线性相关,回归方程为:△E=34.11C_AFP+39.43,相关系数（r）为0.9978,检测限为0.13 ng·mL^-1。