电化学免疫传感器将电化学传感技术和免疫分析方法相结合,通过将抗原与抗体特异性识别过程中产生的信号转换成电信号输出,从而实现对抗原或抗体的定量测定。该法具备众多优良性质,不仅具有电化学分析方法的高灵敏度和免疫分析法的高选择性,而且具有分析速度快、操作简单等特点,能够为生物样品的检测提供强有力的工具,在临床诊断、食品安全、环境检测等领域具有广阔的应用前景。纳米材料是20世纪80年代迅速发展起来的新型材料,具有比表面积大、表面化学活性高、生物兼容性好等特点,被广泛用作电极表面的修饰材料或固定生物分子的基底,对于进一步提高电化学免疫传感器的性能具有重要意义。光电技术的发展也为电化学免疫传感器的发展提供了广阔的空间,将光电化学技术与电化学免疫传感技术相结合能够实现对生物样品更灵敏的检测。本论文将纳米技术、光电化学与电化学免疫传感技术结合在一起,研制了基于纳米材料的新型免疫传感器并将其应用于生物样品的分析检测中。通过对金纳米粒子、TiO2纳米管、超支化聚合物等多种材料进行功能化修饰,将抗原、抗体、酶等生物材料固定于其表面,利用抗原与抗体的特异性免疫反应完成免疫传感器的制备。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等对纳米材料与传感器的形貌进行表征,交流阻抗、循环伏安法、电流-时间曲线、差示脉冲伏安法等对传感器表面的电化学性质和响应机理进行研究,实现了对不同生物蛋白的定量检测,为研究帕金森病、糖尿病等相关疾病的发病机制、诊断及治疗提供新的实验依据。具体的研究内容如下：1.基于掺金的TiO2纳米管制备的光电化学免疫传感器用于α-突触核蛋白的检测利用掺金的TiO2纳米管阵列,构建了一种新型的光电化学免疫传感器,并应用于α-突触核蛋白(α-SYN)的定量检测。通过阳极氧化法在纯钛片上制备高度有序的TiO2纳米管,再采用光电化学沉积法将金纳米粒子沉积在TiO2纳米管中。实验表明,沉积的金纳米粒子可以提高光电流响应。掺金的TiO2纳米管阵列能有效的固定单克隆抗体(Ab1),再依次在电极表面修饰目标检测物α-SYN、{Ab2-Au-GOx｝免疫复合物。固定的葡萄糖氧化酶能够催化葡萄糖产生H2O2,当光照在钛片另一侧产生电子-空穴对,H2O2作为电子供体捕获光生空穴,从而增大光电流。光电流大小与a-SYN浓度成正比,线性范围为50pg/mL～100ng/mL,检测限为34pg/mL。2.基于树枝状聚合物及功能化纳米金构建的新型电化学免疫传感器及其对a-突触核蛋白的检测制备了一种新型的电化学免疫传感器并用于神经元蛋白α-突触核蛋白的检测。首先在电极表面电聚合一层邻氨基苯甲酸(o-ABA),利用聚邻氨基苯甲酸表面丰富的羧基共价键合上树枝状聚合物G4PAMAM与Au的纳米簇合物。利用PAMAM表面丰富的氨基及Au纳米粒子,不仅可以较好的固定大量抗原,而且能够提高电子转移的速率。同时,制备{HRP-Ab2-GNPs｝功能探针,因为Au纳米粒子具有较大的比表面积,能够固定更多的HRP-Ab2,有利于信号的放大.再利用抗原与抗体的特异性识别作用,将{]HRP-Ab2-GNPs}功能探针固定在电极表面,从而完成免疫传感器的制备。该传感器对Th与H2O2体系具有良好的响应。基于PAMAM-Au和{HRP-Ab2-GNPs｝的双重信号放大作用,该传感器具有灵敏度高、稳定性好的特点。此外,该方法制备过程简单、所需成本低,有望应用与其它蛋白质的分析检测。3.基于TiO2与超支化聚合物构建的电化学免疫传感器及其对SirT1蛋白的研究利用TiO2与超支化聚合物构建了一种新型电化学免疫传感器。纳米材料具有信号放大和电催化性能,可以提高电化学免疫传感器的灵敏度。但由于纳米粒子粒径较小,比表面能大,易团聚,不利于传感器灵敏度的进一步提高。超支化聚合物具有分散粒子的作用,可作为小分子反应的场所或模板,且对生成的纳米粒子具有稳定作用。因此,本文制备了超支化偶氮聚合物与纳米金的复合纳米粒子。超支化偶氮聚合物表面具有丰富的巯基,能够结合大量的纳米金粒子,而纳米金粒子性能稳定,生物相容性好,为蛋白质的固定提供良好的载体,同时能够提高电子转移速率。再通过抗原与抗体的特异性识别反应,将捕获抗体Ab1#1,SirT1,检测抗体Ab1#2,{TiO2-Au/HRP-Ab2｝固定到电极表面构建“三明治”夹心结构。在优化的的实验条件下,将该传感器用于SirT1浓度的检测取得了满意的结果。