电化学发光分析法作为一种高灵敏度的分析检测技术凭借其独特的优势不仅应用于环境检测、免疫分析、食品检测、药物分析等各个领域,还可应用于定量分析、表面分析、动力学研究、电子转移研究和光器件等方面。其中,三联吡啶钌[Ru（bpy）₃²⁺]及其衍生物与共反应物体系,如三丙胺（TPA）,是应用最为广泛的电化学发光体系。随着纳米技术的发展,将特异性的金属纳米粒子应用于电化学发光分析中,有利于电化学发光分析特性的改善和提高。作为一种典型的金属纳米粒子,纳米金在基于Ru（bpy）₃²⁺/TPA体系的电化学发光生物传感分析中的主要作用包括:利用纳米金良好的生物兼容性和大的比表面积应用于生物分子或信号分子的固定;良好的导电性和电催化性质修饰于工作电极催化电化学反应,加速电子转移速率增强发光信号;依赖于距离的表面效应增强或猝灭发光信号。因此,系统的研究纳米金在Ru（bpy）₃²⁺体系电化学发光分析中的作用,考察各种因素对纳米金作用的影响,对充分发挥纳米金的某种或多种功能,构建新型的电化学发光生物传感器就尤为重要。本学位论文主要包括两个部分的内容:第一部分为文献综述。首先概述了以Ru（bpy）₃²⁺/TPA体系为代表的电化学发光生物传感分析;在此基础上总结了纳米金在电化学发光分析传感中的功能。第二部分为研究报告。主要包括两个关于纳米金在Ru（bpy）₃²⁺电化学发光体系中的功能研究以及生物传感应用:1.基于纳米金电催化效应的电化学发光核酸分析。在本研究工作中,我们在氧化铟锡电极（ITO）上通过静电吸附的方法构建了纳米金修饰ITO（ITO/AuNPs）电极。研究结果表明纳米金能增强Ru（bpy）₃²⁺/TPA体系的电化学发光信号,增加效率达到300倍。通过更换共反应物为草酸盐,或与纳米金修饰的金盘电极相比,发现此增强作用是由于纳米金催化共反应物TPA的电化学氧化所致。当降低共反应氧化对发光的贡献时,研究还发现修饰到电极上的纳米金还能猝灭发光辐射。概括以上实验结果,我们推断当纳米金修饰到电极上,纳米金在Ru（bpy）₃²⁺/TPA电化学发光反应中的作用是电催化和猝灭共同竞争作用的结果,即能催化共反应物TPA的电化学氧化增强发光,同时也能猝灭纳米金表面的发光辐射。在此基础上,我们设计了一种基于纳米金电催化效应的电化学发光核酸分析方法。首先引入一段发夹型DNA序列,一端通过链霉亲和素与生物素的相互作用将其共价固定在电极表面,一端标记纳米金。当发夹型DNA处于闭合状态,纳米金固定在电极表面,催化TPA氧化增强发光;当发夹DNA与互补的DNA发生杂交反应后使发夹型DNA末端的金纳米远离电极表面,电催化效应消失导致发光信号降低。根据此原理,建立了一种信号降低的纳米金标记电化学发光核酸分析方法。同时,电化学方法和扫描电子显微镜图表征验证了我们的设计方案。在最优化实验条件下,电化学发光信号的降低与DNA浓度的对数在0.5 pM-0.5 nM范围内成线性关系,线性方程为I_ECL=-870.9logC+2466（C:pM,R²=0.9879）,检出限为0.2pM。同时,该方法能有效区分单碱基错配与完全互补的DNA序列,表明该方法具有较好的选择性。2.纳米金猝灭和增强共同竞争作用下的信号升高的电化学发光核酸分析。据文献报道,纳米金的猝灭与表面增强作用是依赖于距离的竞争作用。但在这些报道中,纳米金的电催化增强效应通常被忽视。因此,在本研究工中,我们依旧引入一段发夹型DNA序列,一端通过链霉亲和素与生物素的相互作用将其共价固定在电极表面,一端标记纳米金。同时,在链霉亲和素表面标记Ru（bpy）₃²⁺衍生物,考察发夹DNA闭合和打开状态下纳米金对Ru（bpy）₃²⁺发光行为的影响。结果表明发夹DNA在闭合状态下,纳米金催化TPA的氧化但不能增强发光信号。主要原因可能是因为发光分子固定在电极上的链霉亲和素上,与纳米金距离较近,猝灭作用占主导。当发夹DNA经过杂交反应处于打开状态下,电化学发光信号较闭合状态增加了69倍。究其原因是因为闭合状态下纳米金的猝灭占绝对主导使其背景信号较低,而当处于打开状态时,由于在此空间距离下表面增强作用占主导,信号较无纳米金时增加了2倍。同时改变DNA序列长度,验证了纳米金在发夹DNA打开状态时的表面增强作用,且与空间距离相关。根据此原理,建立了一种信号升高的纳米金标记电化学发光核酸检测方法。在最优化实验条件下,电化学发光信号的升高与DNA浓度的对数在0.05 pM-0.5 nM范围内成线性关系,线性方程为I_ECL=536.9logC+879.1（C:pM,R²=0.9949）,计算所得方法的检出限（DL=3σ/S）为12 fM。此外,该方法能有效区分单碱基错配与完全互补的DNA序列,表明该方法具有较好的选择性。