金属有机框架材料（MOFs）,由于其可定制的结构和功能、高孔隙率和大的比表面积,受到人们的广泛关注。然而块状MOFs本身导电性差、水溶性不好,在生物传感器方面应用受到限制,二维（2D）MOF纳米片具有高纵横比、理想的超薄厚度和良好的电化学活性更适合用于构建DNA生物传感器。本论文基于Ru-MOF纳米片,构建了三种新型的DNA生物传感器,实现对低浓度的肿瘤标志物miRNA及海洋致病菌的高灵敏检测。具体研究内容如下:1、基于Ru-MOF的“法拉第笼式”电化学发光DNA生物传感器检测miRNA-141基于Ru-MOF材料开发了一种新型高灵敏的“法拉第笼式”电化学发光（ECL）DNA生物传感器,用于检测miRNA-141。首先,将捕获DNA（cDNA）标记在功能化的磁性纳米球Fe₃O₄@SiO₂@Au上制备捕获单元,并吸附在磁性玻碳电极表面,进一步捕获肿瘤标志物miRNA-141;然后将信号DNA（sDNA）标记在Ru-MOF表面上作为信号单元,并与目标物核酸杂交进一步固定在电极表面;从而形成“法拉第笼式”结构的生物传感器。在这种分析模式下,二维纳米材料Ru-MOF由于其大比表面积直接搭接到电极表面,有效地拓展了电极的外亥姆霍兹层（OHP）,极大地增加了信号单元中电化学发光体的发光效率,从而大大提高了检测灵敏度。利用所提出的“法拉第笼式”生物传感器,发现ECL强度随着miRNA-141浓度的对数增加而增加,线性范围为1 fM至10 pM,检测限低至0.3fM。并且进一步验证了该生物传感器的选择性、稳定性、重现性、精密度和在实际样品中的应用,结果表明,这种提出的“法拉第笼式”ECL生物传感器具有对miRNA临床检测的潜在应用前景。2、基于电位分辨“法拉第笼式”电化学发光DNA生物传感器同时测定两种miRNAs基于Ru-MOF和g-C₃N₄@AuNPs制备了一种电位分辨“法拉第笼式”电化学发光（ECL）生物传感器,用于同时测定miRNA-141和miRNA-21。通过将发夹DNA1（HP1）和发夹DNA2（HP2）固定在Fe₃O₄@Au纳米复合材料上制备捕获单元,然后,将信号DNA1（sDNA1）标记的g-C₃N₄@AuNPs纳米复合材料和由信号DNA2（sDNA2）标记的钌金属有机骨架（Ru-MOF）纳米片作为信号单元。在提出的生物传感器中,由于信号单元g-C₃N₄@AuNPs-sDNA1和Ru-MOF-sDNA2可以分别在–1.4 V和+1.5 V下表现出两个强而稳定的ECL信号,因此可以被用作有效的电位分辨信号标签。此外,利用所提出的法拉第笼模式的优势,信号单元中的所有电化学发光体都可以参与电极反应,信号单元成为电极表面的一部分,有效的扩展了电极的外亥姆霍兹层（OHP）,从而大大提高了检测灵敏度。实验结果表明,该传感器在1 fM至10 pM的线性范围内呈现良好的线性关系,检测限均低至0.3 fM。同时,所提出的传感器稳定性强、选择性好,而且可用于人血清中的实际分析。因此,这种电位分辨的ECL生物传感器被证明是临床诊断中检测两种miRNA的可行工具。3、基于ECL和DPV的双通道“法拉第笼式”适体传感器检测副溶血性弧菌基于电化学发光（ECL）和差分脉冲伏安法（DPV）,开发了一种简单有效的双通道“法拉第笼式”适体传感器检测副溶血性弧菌（VP）。将适体2（Apt 2）标记在吸附了Pb²⁺的Ru-MOF纳米片上,作为信号单元,当标记有Apt 2的信号单元出现时,标记在金电极上的适体1（Apt 1）捕获VP后,立刻被信号单元特异性识别,实现ECL和DPV双通道检测。与传统的夹心型免疫传感器相比,由于其独特的法拉第笼型结构,所提出的适体传感器具有显著的信号放大的优点。该适体传感器的选择性、稳定性和再现性都令人满意。而且两种检测方法的结果可以相互验证,以避免结果的不准确性。此外,这种具有双通道检测的法拉第笼式适体传感器也可用于检测海水样品中的VP,这将成为病原菌分析的有前景的工具。