本论文制备了一系列的金属编码探针，在此基础上结合电化学溶出技术，开发了多种低成本、简单、快速、高灵敏、高特异性的多元电化学分析方法；实现了对多种目标物的同时高灵敏检测。多元电化学分析方法是在单元检测的基础上发展起来的一种新的分析方法，本文根据不同金属的溶出峰电位不同，来区别定义不同目标物，对应溶出峰电流的大小来定量目标物的浓度，达到单次操作同时测定多种目标物的目的。而本论文是将多聚螯合物PowerVisionTM和纳米材料运用于生物传感器的研制，结合生物分子的特异性、层层组装技术和电化学分析技术，制备出了能够识别特定目标物的多元电化学生物传感器，并对其性能和原理进行了研究和探索。　　本论文主要从以下几个方面开展研究工作：　　1、基于量子点-PowerVisionTM聚合物编码的电化学信号标签同时测定艾滋病和结核病致病基因　　本章开发了一种基于量子点编码PowerVisionTM聚合物编码探针的夹心型电化学传感器，用于同时检测血清中的艾滋病（HIV）和结核病（TB）的致病基因。首先利用金纳米粒子共固定信号DNA（分别与HIV和TB致病基因在互补核苷酸片段，分别称为s-HIV和s-TB，）和量子点编码（CdS和PbS）的PowerVisionTM聚合物作为信号标签。PowerVisionTM（PV)是一种树枝状的酶链聚合物，能够负载不同种类量子点，分别代表不同基因种类，PV同时可进行电化学信号放大，提高检测的灵敏度。然后采用Fe3O4@Au金磁微粒结合巯基化双链DNA（c-HIV和c-TB，与目标物DNA的5’端部分互补）作为捕获探针。经过一个夹心杂交反应后，目标物基因与信号标签被同时捕获到Fe3O4@Au金磁微粒的表面。经过磁性分离后，即得到含有被测基因的磁性复合探针。　　酸溶解磁性探针上的编码量子点。通过电化学溶出伏安法同时检测Cd2+和Pb2+的信号，可分别对应两种疾病致病基因含量。由于信号标签PowerVisionTM聚合物具有很多的HRP酶，能够负载大量的量子点，每个量子点中又含有大量Cd2+和Pb2+离子，故而上述金属离子的溶出伏安信号得到多重放大。因此，该方法得到对目标基因片段的最低检测限为0.2fM，检测范围为0.5fM–500pM。此外，该方法还通过与目标DNA有一个和四个碱基错配的DNA进行了验证，发现不产生交叉响应，表明该传感器具有很好的选择性，被成功的用于血清中两种目标物基因检测，回收率在90％以上。通过改变偶联探针中不同DNA探针的种类，该方法有望用于检测更多种的疾病基因片段，具有显著应用价值。　　2、多种金属离子编码的纳米球刷子信号标签构建的信号增强型电化学适体传感器用于氯霉素和多氯联苯的同时检测　　本章构建了一个基于多种金属离子编码纳米球刷子的信号探针的信号增强型适体传感器，用于同时检测氯霉素（CAP）和多氯联苯-72(PCB72)。首先通过金硫键使CAP和PCB72的适配体同时修饰在Fe3O4@Au金磁微粒上得到捕获探针。然后利用金属离子编码的多支化的聚乙烯亚胺组装的纳米球刷子结合于适配体互补的单链DNA(s-DNA-MSPEIs)作为信号探针。经过一个杂交反应，信号探针被捕获得到复合探针。当目标物CAP和PCB72存在时，目标物将与适配体反应，从而使双链解旋信号探针被释放。磁性分离后，不需要酸溶解通过电化学溶出伏安法对上清液进行检测，可以同时得到Cd2+和Pb2+的信号分别对应两种目标物的含量。在最优条件下得到了0.3pg mL-1的检测限，线性范围为0.001到100ng mL-1。而且通过改变对应的适配体和金属离子，该传感器可以用于其它目标物的检测，这就使该方法有望运用于食品安全中痕量污染物的检测。　　3、磁性中空多孔纳米球和Exo I酶双重放大的电化学适体传感器用于多组分抗生素的同时检测　　为了提高适体传感器的检测通量，本章建立了一个基于磁性中空多孔纳米球和Exo I酶辅助目标物循环以提高灵敏度的多重电化学适配器，用于同时检测两种抗生素，以氯霉素（CAP）和土霉素(OTC)为例。Exo I酶辅助目标物进行循环反应，磁性中空多孔纳米粒子可以编码更多金属离子，从而产生更大的信号。基于目标物对适配体的特异性识别，Exo I酶选择性的吃掉与目标物结合的适配体，然后目标物又可以与新的适配体结合，从而得到更多的单链DNA，以获得进一步的信号放大。磁性中空多孔纳米球则作为载体用于负载更多的金属离子得到更大的信号。两者结合信号比实心二氧化硅的大12倍。实验结果表明，同时测定CAP和OTC的线性范围为0.0005-50ng mL-1，检测限分别为0.15和0.10ng mL-1(S/N=3)。且该方法成功的用于牛奶中CAP和OTC的检测，检测结果与酶联免疫分析法得出的结果基本一致。此外通过改变对应的适配体，该方法可以用于其它抗生素的检测，有望运用于食品安全中抗生素的检测。