恶性肿瘤严重危害人类健康。人体中肿瘤标志物的存在或量变可以提示肿瘤性质的变化,用以辅助肿瘤诊断、分类、预后判断及治疗指导。因此,对肿瘤标志物的灵敏、准确的检测具有重要意义。电化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）具有灵敏度高、线性范围宽、选择性好等优点,近年来发展迅速。此外,在ECL领域中,基于不同发光试剂发光电位的差别,可在同一或不同电极界面上实现多种发光信号同时检测。本论文将ECL检测技术与比率法、微加工技术等结合,利用发光功能化纳米材料优良的发光性能,借助适配体或抗体的特异性识别作用,构建了系列灵敏、准确检测肿瘤标志物的ECL传感新平台,并开展了生化分析应用研究。主要创新点和研究内容如下:1.以MoS₂纳米材料修饰的玻碳电极（GCE）为传感平台,电沉积的ZnS-CdS纳米材料（NPs）为发光材料,适配体为识别元件,设计了一种无标记的新型ECL生物传感器,灵敏检测了癌胚抗原（CEA）。先采用水热法合成了具有大比表面积的层状MoS₂,将其修饰在GCE上后,再进行ZnS-CdS NPs的电沉积。结果表明,在修饰了MoS₂的电极上电沉积ZnS-CdS NPs能够获得更高的ECL信号。为了构建生物传感平台,利用共价偶联法将壳聚糖包覆在ZnS-CdS/MoS₂/GCE上,便于后续CEA适配体的固定。然后将构建成功的ECL适配体传感器用于CEA的检测,线性范围是0.0500–20.0 ng/mL,检出限为0.031 ng/m L。此外,将此传感器应用于人血清样品中CEA的检测,结果与信阳市中心医院检测结果吻合,加标回收率在80.0%–111%之间。2.以CdS-C纳米花（NFs）和luminol功能化的金纳米颗粒（luminol-Au NPs）分别作为阴阳极发光纳米材料,适配体为识别元件,再利用两发光材料间的共振能量转移作用（RET）,构建了一种双信号输出自校准的ECL比率分析平台,灵敏、准确地检测了CEA。CdS-C NFs和luminol-Au NPs具有优良的发光性能,可分别产生阴极和阳极ECL信号。基于CdS-C NFs的ECL发射光谱与Au NPs吸收光谱的重叠以及Au NPs的催化作用,一次电位扫描可产生CdS-C NFs的信号猝灭和luminol的信号增强。利用这种新型的ECL-RET策略构建比率型ECL适配体传感器,实现了CEA灵敏、准确的检测,检测范围为0.100 pg/m L–10.0ng/m L,检出限为0.033 pg/mL。该传感器以luminol-Au NPs的ECL信号与CdS-C NFs的ECL信号的比值实现比率适配体传感器的自校准,大大提高了检测的准确度。将此ECL比率型传感器用于人血清样品中CEA的检测,结果与信阳市中心医院的结果一致,加标回收率在90.0%–110%之间。3.用双盘玻碳电极（DDCE）作为工作电极,三维花瓣状CdS和Ru（bpy）₃²⁺偶联二氧化硅纳米材料(Ru（bpy）₃²⁺@RuSi NPs)分别作为阴阳极发光材料,构建了一个空间分辨-双信号输出型ECL比率型传感器,用于前列腺特异性抗原（PSA）的灵敏检测。首先,三维花瓣状CdS和Ru（bpy）₃²⁺@RuSi NPs分别被修饰在DDCE的两个电极盘（disk I和disk II）上,再通过层层修饰的方法,分别修饰上Au NPs、PSA的抗体（Ab）以及牛血清白蛋白（BSA）。最后,在BSA/Ab/Au/Ru（bpy）₃²⁺@RuSi/disk II上修饰系列不同浓度的PSA,作为工作电极;在BSA/Ab/Au/CdS/disk I上修饰固定浓度的PSA,作为内参电极。以工作电极输出的阳极ECL信号和内参电极输出的阴极ECL信号的比值(ECL_anode/ECL_cathode)为定量分析的基础,实现了PSA灵敏、准确的检测,线性范围是1.00 pg/m L–50.0ng/m L,检出限是0.34 pg/m L。此外,此传感器还用于人血清样品中的PSA的分析,结果与信阳市中心医院的结果吻合,加标回收率在80.0%–104%之间。内参电极和工作电极相同的生物识别过程避免了包括环境变化、生物识别等因素带来的干扰,从而有效地降低假阳性或假阴性错误。4.利用微加工技术,设计了一个闭合式双极电极（BPE）,通过层层组装的方法,在BPE的阳极修饰Ru（bpy）₃²⁺@SiO₂/Au发光纳米材料功能化的纳米信号探针,首次建立了一种可用于血清和单个癌细胞（LNCaP细胞）表面PSA可视化分析的BPEs-ECL免疫成像平台。基于阳极和阴极对ECL信号的的协同放大效应实现检测体系的多重辅助ECL信号放大。该ECL免疫分析平台以光电倍增管为检测器检测PSA,检出限达3.0 pg/m L,以CCD为检测器,检出限达31 pg/mL（S/N=3）。该免疫传感器还用于人血清样品中PSA的检测,结果与信阳市中心医院的结果一致,加标回收率在80.0%–108%之间。最后,利用Ru（bpy）₃²⁺@SiO₂/Au发光功能化纳米信号探针,在裸BPE上实现了单个LNCaP细胞表面PSA的成像分析。结果表明,这个基于Ru（bpy）₃²⁺@SiO₂/Au功能化纳米探针的ECL成像免疫分析方法为肿瘤标志物（蛋白质和癌细胞）的可视化检测提供了平台,具有良好的应用潜力。