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总抗氧化能力（Total Antioxidant Capacity,TAC）的测定在评价抗氧化食品质量和监测人体氧化应激水平方面具有重要作用。前列腺特异性抗原（prostate cancer antigen,PSA）、粘蛋白1（Mucin 1,MUC1）以及mi RNA（micro RNA）都是常见的疾病标志物,疾病的早期诊断具有重要的意义。但是,在疾病发生的早期阶段,这些疾病标志物的含量较低,一般常规的检测手段不足以准确、灵敏的测定其含量。为此,本研究借助静电纺丝技术制备了一种金属氧化物电纺纳米材料,利用其作为纳米酶表现出的增强的催化活性,以及DNA纳米机器等信号放大策略,构建了高灵敏、高选择性的生物传感器用于检测TAC、PSA、MUC1以及mi RNA。据此,主要开展了如下四个的研究工作:1.电纺碳纤维内CuNPs和CoO协同增强的过氧化物模拟酶活性用于总抗氧化活性分析抗氧化剂可以清除过量的自由基和活性氧,从而保护生物体免受氧化应激的影响,监测总抗氧化能力有助于监测人体的氧化应激水平。本研究中,以聚丙烯腈（polyacrylonitrile,PAN）为碳源和氮源,通过结合静电纺丝技术和煅烧处理,制备了Cu纳米颗粒（Cu nanoparticles,CuNPs）负载的CoO/碳纳米纤维（carbon nanofibers,CNFs,CuNPs/CoO/CNFs）。由于3D网状结构的纳米纤维膜具有较大的比表面积,将CuNPs/CoO/CNFs作为纳米酶,在其有效催化反应界面上,可提供更多的催化活性位点,且该体系中碳纤维表面和内部掺杂的CuNPs和CoO增强的协同催化效应,可以进一步提高CuNPs/CoO/CNFs过氧化物模拟酶的催化效率。为此,本研究利用CuNPs/CoO/CNFs作为增强的过氧化物模拟酶,开发了一种简单、灵敏的可视化比色方法,通过测定抗坏血酸（Ascorbic Acid,AA）、谷胱甘肽（Glutathione,GSH）和L-半胱氨酸（L-Cysteine,L-Cys）的含量来实现TAC的检测。在此过程中,CuNPs/CoO/CNFs可高效催化H2O2产生羟基自由基（hydroxy radical,·OH）,使3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（3,3’,5,5’-tetramethyl-benzidine,TMB）氧化变为蓝色。当抗氧化剂AA、GSH和L-Cys存在时,可以与溶液中的·OH发生竞争反应,将氧化态TMB（ox TMB）还原,随着抗氧化剂浓度的增加,溶液颜色逐渐由蓝色变为无色,从而实现间接检测AA、GSH和L-Cys。该方法还成功用于评价人血清、新鲜水果和商用饮料中的TAC。2.核酸酶辅助的DNA纳米机器用于黏膜蛋白的检测智能行走式DNA纳米机器在各种核酸检测领域掀起了一股热潮,但基于DNA纳米机器信号放大策略的快速、灵敏的疾病生物标志蛋白检测方法仍在不断发展中。本研究中,利用磁分离技术将疾病标志物蛋白转换为参与后续核酸酶驱动DNA纳米机器循环反应的步行DNA片段,从而开发了一种适用于MUC1检测的电化学适体传感器。首先,在磁珠（Magnetic Beads,MBs）修饰上了MUCl适体与blocker DNA探针（blocker DNA probe,BDP）杂交复合物。在与MUCl蛋白反应后,BDP从MBs中释放,磁分离后,BDP触发Au NPs/Mexne修饰电极表面的捕获发夹DNA（captured hairpin probe,CHP）的开环。其次,在核酸外切酶III（exonuclease III,Exo III）存在条件下,BDP作为DNA步行器被激活,可在电极上自主移动。然后,大量残留的DNA片段仍然可留于电极表面,进一步与发夹DNA探针（hairpin probe,HP）杂交,从而可捕获更多的Ui O-66-NH2金属有机骨架（Metal-Organic Frameworks,MOF）。最后,MOF中大量的2-氨基对苯二甲酸（2-Aminoterephthalic Acid,ATPA）配体可以产生增强的差分脉冲伏安（Differential Pulse Voltammetry,DPV）信号。为此,Exo III驱动作为纳米步行器的BDP在电极表面的循环运转产生信号放大作用,可有效实现MUC1的灵敏检测。在最佳的检测条件下,该电化学适体传感器对MUC1检测的线性范围在5 pg/m L～50 ng/m L,检测限为0.72 pg/m L。基于此,本研究所设计基于核酸酶驱动步行DNA纳米机器的电化学适体传感器,可通过疾病标志物蛋白和BDP之间的相互转换,为蛋白的定量分析提供了一种有效的策略,在人类血清实际样品MUCl的检测中也表现出一定的实用性。3.基于FRET-DNA纳米机器的循环信号放大策略用于检测生物蛋白基于猝灭剂分子（BHQ-2）和荧光燃料（Cy5）之间的荧光共振能量转移（fluorescence resonance energy transfer,FRET）的DNA纳米机器用于PSA的检测。同时在燃料链（Fuel）的触发下,使得整个DNA纳米机器产生熵增效应,导致FRET-DNA纳米机器循环运转,释放Cy5荧光信号探针,实现了对PSA检测的信号放大作用,该FRET-DNA纳米机器在的分析检测中表现出了无酶、低背景、高灵敏、高选择性、操作方便的优势。通过琼脂糖凝胶电泳实验考察各步DNA反应杂交情况,优化Fuel链的最佳浓度、最佳孵育时间、适体链浓度的实验条件。在最佳的实验条件下,FRET-DNA纳米机器对PSA检测的线性范围是0.1-100 ng/m L,检测限可达93.3 pg/m L（3σ）,本方法的线性范围、检测限与市售传统的PSA酶联免疫分析试剂盒进行比较,表现出较宽的线性范围和较低的检测限。本方法可用于实际血清样品中PSA的检测,具有操作简便、实验可靠性高的优点,有望用于实际的生物医学检测中。4.基于DNAzyme的纳米马达用于micro RNA的检测众所周知地,尽管天然酶活性很高、特异性强,但其成本高、稳定性不好、受外界环境因素影响比较大等缺陷,在一定程度上限制了基于酶活性生物传感的实际应用。然而,DNA酶（DNAzyme）因设计简单灵活、易制备和催化性能强的特点,在传感和生物医学检测领域被广泛使用。基于此,本研究开发了一种靶物诱导的、基于Mg2+依赖的DNAzyme纳米马达用于检测micro RNA（本研究以let-7a为micro RNA检测模型）。首先,let-7a存在时,可以诱导DNAzyme两个碎片S1和S2的杂交,之后形成稳定且具有催化活性的DNAzyme。在辅助因子Mg2+的存在下,DNAzyme可以循环切割修饰于磁珠表面的FAM标记的发夹探针,标记有FAM的DNA片段被释放,磁分离后,可利用脱离后的FAM-DNA片段恢复的荧光信号定量let-7a。在最优实验条件下,该DNA马达对let-7a检测的线性范围为100 fmol/L～50 nmol/L,检测限为89.1 fmol/L。此外,该靶物触发的DNAzyme马达还可用于实际血清样品中的let-7a含量的可靠分析。综上所述,该DNA马达具有制备简单、灵敏度高、选择性好且无需天然酶参与的优点,有望成为生物测定和临床诊断中一种有前途的核酸检测方法。