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特定目标物的检测在工业、农业、生命科学和环境保护等领域起到一个关键性的作用。因此研发灵敏度高、特异性强、响应快速且成本低的电化学传感器受到了广泛关注。功能性的电极修饰材料能有效地提高传感器的电化学信号,因此探索性能良好的电极修饰材料是电化学传感器领域的重要课题。目前,电化学生物传感器结合性能优异的各种新型材料,例如:碳纳米材料、导电聚合物、过渡金属、贵金属及其氧化物、生物活性分子等,均提高了传感器的分析性能。根据不同的检测物,选择不同类型的基体材料,从多个维度设计合成具有特殊功能的电极材料,使其特异灵敏的检测各种生物分子,扩展了电化学生物传感器的应用前景。共轭的导电聚合物由于其良好的导电性和氧化还原性能,引起了我们的兴趣。其中给体—受体结构的导电共轭聚合物被证明更有利于电子的迁移,可以应用于电化学信号的传输。金属纳米粒子具有独特的电子结构和较高的比表面积,其中双金属纳米粒子展现了良好的催化性、导电性、生物相容性和长期稳定性。因此,本文以共轭聚合物和金属纳米粒子为基础,开展了对生物小分子的电化学检测和电化学免疫传感器的构建。1.吩噻嗪是一种具有广泛药学活性的氮硫杂环化合物,是一种强给电子体系,广泛用于各种经典抗精神病药物的合成。富马酸腈作为受体单元,由于其两个氰基官能团能提供大的共轭系统,展现出良好的电子迁移性能。本研究设计了一种新型的给体—受体分子,2,3-二(4-(10H-吩噻嗪-10-烯)苯基)富马酸腈(PTBFN),富马酸腈为中心核作为电子受体单元、两个吩噻嗪作为外围电子给体单元。通过电化学聚合方法,得到聚合物poly(PTBFN),用于电化学检测神经递质多巴胺。由于吩噻嗪功能单元能与多巴胺特异性结合,同时共轭聚合物poly(PTBFN)具有优良的导电性,所制备的传感器能够实现对生物小分子多巴胺的灵敏检测,为医学诊断提供广阔的应用前景。2.纳米颗粒与生物标志物结合产生功能性的生物界面在生物技术发展中发挥了显著作用。Au-Pt核壳结构星形十面体纳米粒子不仅可以作为有效的支架固定抗体蛋白,而且还展示出优越的电催化活性,可以用于信号传导标签构建电化学免疫传感器。给体-π-受体结构作为一个合适的π共轭骨架,形成导电聚合物,可以作为免疫传感器的信号放大平台。咪唑杂环有利于咪唑类分子与多种酶和蛋白分子结合,功能化咪唑衍生物在化学和生物医学领域发挥着重要作用。采用咪唑作为π桥、苯胺基/苯作为外围给体/受体单元,设计合成了4-(2,4,5-三苯基-1氢-咪唑-1-基)苯胺(TPIDA)。将单体TPIDA进行电聚合,得到的共轭聚合物poly(TPIDA),具有良好的生物相容性和导电性。在本研究中,我们尝试从纳米生物技术和有机生物电子学两个方面来整合上述两个特性。Au-Pt晶体作为信号标签,给体-π-受体聚合物作为信号放大平台,构建三明治结构的电化学无酶免疫传感器。以人类免疫球蛋白(HIgG)为目标模型,传感器的检测线性范围是从0.1 pg mL-1到100 ng mL-1。此外,该生物传感器可用于检测人血清中HIgG的含量,结果令人满意。