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发展高灵敏的免疫分析技术一直是免疫分析领域研究的一个重要方面,它对于实现一些重要疾病标志物的检测有着至关重要的意义。电化学仪器具有简便、灵敏、易于微型化和集成化等优点,电化学仪器被广泛研究并已在生物检测中逐步得到应用。电化学免疫传感器利用抗原和抗体间的高度特异性结合,将传统的免疫测试方法与近代生物传感技术融为一体,该技术既具有免疫反应的高选择性又兼有电化学分析的高灵敏性,被广泛应用于临床诊断领域。纳米生物技术是纳米技术与生物技术交叉渗透形成的新技术,是生物医学领域的一个重要发展方向。纳米粒子特别是壳/核型纳米粒子具有优良的电学、磁学、光学性质以及优越的生物相容性,可用于固定抗体,在免疫分析中已得到广泛的应用。本论文将纳米技术、生物传感技术和电化学分析技术结合用于免疫分析。应用碳纳米管、纳米金、纳米二氧化钛、掺杂纳米二氧化硅以及壳/核型普鲁士蓝等纳米材料,采用不同方法在金电极表面构建功能化生物分子固定界面,制备了一系列高灵敏的电化学免疫传感器;用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、光谱技术、电化学分析技术对电极的组装过程、功能界面进行了表征;探讨了其在生物分析方面的应用。本文开展了如下工作:1.采用反向微乳液法,合成出羧酸二茂铁掺杂的SiO2新型纳米粒子,将制得的纳米粒子表面氨基化后,通过简单的戊二醛连接反应固定癌抗体15-3（anti-CA15-3）的方法来构建免疫传感器。该电流型免疫传感器不仅生物相容性好,固定抗体也简单方便。制备的传感器中,羧酸二茂铁掺杂SiO2纳米粒子可以直接给出电信号,经透射电镜（TEM）和X射线电子能谱（XPS）表征,羧酸二茂铁掺杂在SiO2的Si-O-Si组成的笼中,不易泄漏。该传感器在寿命和灵敏度方面显示出优势。线性范围2.0～240 U/mL,检出限0.64 U/mL（S/N=3）。2.制备出牛血清白蛋白（BSA）包覆的普鲁士蓝（PB）纳米粒子,再修饰一层金纳米粒子。该壳/核型纳米粒子有三层结构。BSA包覆PB纳米粒子有以下优点:（1） BSA可以保护PB纳米粒子,防止其聚集;（2） BSA不仅生物相容性优于其它材料,而且由于BSA具有多个氨基和巯基,可以更加方便的在其外部修饰另一层金纳米粒子;（3）内部的PB具有电化学活性,而经BSA包覆后不易流失。分布在外表面大量的金纳米粒子不仅具有较大的比表面积,可以吸附更多抗体,而且使电子传输效率增强,同时纳米金还容易牢固的吸附生物分子。以此纳米粒子固定AFP抗体,成功构建了高灵敏的电流型AFP免疫传感器。该免疫传感器线性范围为0.02～200.0 ng/mL,检出限0.006 ng/mL（S/N=3）。3.首次提出硫堇共价键合苝四甲酸,键合产物再与纳米TiO2形成有机/无机纳米复合膜。TiO2成膜能力好,在金电极表面形成大的比表面,有利于增加甲胎蛋白（AFP）抗体在电极表面的固载量。同时,硫堇共价键合苝四甲酸的产物具有电活性,电子传输能力强,其氨基利于结合纳米金,从而构建出生物相容性好的AFP抗体固载界面。用该方法制得的免疫传感器线性范围为2.5～200.0ng/mL,检出限0.5 ng/mL（S/N=3）。4.利用苝四甲酸酐与1,3-丙二胺的胺解产物、邻苯二胺、变价过渡金属离子Co2+制备了新型具有电化学活性的物质,该物质电子传输性能好,电极反应可逆,可以作为电化学活性探针使用,而且因其含有很多氨基,便于进一步结合纳米金。本研究使用碳纳米管与制备的电化学活性物质共同修饰金电极,形成比表面积大、吸附性能强且具有高导电能力的纳米粒子层,利用纳米金能与氨基（-NH2）共价键合的特点在电活性物质上固定纳米金,又以纳米金固定AFP抗体制备出AFP免疫传感器,该传感器稳定性好,线性范围0.20～120 ng/mL,检测限为0.12 ng/mL（S/N=3）。5.采用酶标记的生物素—亲和素生物反应放大系统,并结合纳米铂对H2O2的催化作用构建了信号放大的新型电化学免疫传感器。首先在电极上修饰一层纳米金掺杂的碳纳米管后,固定亲和素,然后利用生物素—亲和素反应固定生物素标记的AFP抗体,从而制得AFP免疫传感器。采用双抗体夹心分析模式测定,将生物素标记的二抗蛋白结合到免疫复合物上,再通过亲和素-生物素的高特异和高亲合力作用,夹心免疫反应后的电极表面将捕获标记有辣根过氧化物酶（HRP）标记的亲和素与铂纳米颗粒的复合物。为了最大程度获得电化学信号,再次利用具有多结合位点的亲和素与标记HRP的生物素结合,以进一步增加HRP的固载量。在HRP底物H2O2的存在下可以得到铂纳米颗粒-HRP复合物共同作用底物产生的催化放大电流信号;并且由于电极界面纳米金掺杂的碳纳米管的修饰,在增加电极比表面积,改善电极表面与生物分子之间的电子传输能力的同时还能有效降低HRP的氧化还原过电位,而且使免疫电极表面生物相容性更加优异;生物素与亲和素之间具有高度亲和力,抗体分子经生物素化后,其结合抗原的活性不受影响,酶生物素化后,其催化活性基本保持不变。该免疫传感器将铂纳米粒子和HRP的催化放大作用有机结合,能有效放大响应电流信号,显著提高灵敏度。用该方法制得的AFP免疫传感器线性范围为0.25～100.0 ng/mL,检出限0.1 ng/mL（S/N=3）。