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癌胚抗原（Carcinoembryonic antigen,CEA）作为癌症生物标志物,在癌症病人的术前诊断和疗后监测都具有重要的意义。癌胚抗原检测的一般方法是使用传统单克隆抗体（monoclonal antibody,McAb）,由于其制备、运输和保存成本高昂,导致临床检测费用居高不下,其次传统抗体标记效率不稳定,操作繁琐。纳米抗体（Nanobody,Nb）作为一种小型抗体,因其分子量小,免疫原性低、可溶性高、易于改造等特点被逐渐应用于疾病的诊断和治疗。本文主要是将纳米抗体应用于双抗夹心体系中检测CEA,以期降低成本,简化检测步骤,提高检测灵敏度。实验室前期通过噬菌体展示技术已经成功筛选出两株亲和力达到pM级别的可针对CEA不同抗原表位,且热稳定性和特异性良好的纳米抗体（Nb1和Nb2）。利用基因工程技术在Nb1的C端加入生物素化标签（Avi）,克隆到三种不同表达载体pMES4、pET47b和pGEX-6p-1上分别进行表达纯化和鉴定,最终筛选出可溶性好、表达量高,亲和力参数值为1.706×10-10的Nb1-AVI-pET47b菌株用于生物素化。同时通过PCR技术克隆出BirA酶基因,连入pGEX-6p-1载体进行表达纯化,用商品化的酶（AVIDITY公司）做对照检测切除GST标签前后的自制酶的活性,生物素化结果表明表达的BirA酶切除标签前后的酶活相当,且不低于商品化酶。在体内外利用BirA酶的特异性酶促反应来实现Nb1-AVI的定向生物素催化,HABA检测方法和基于生物素-链霉亲和素系统检测结果均证明Nb1-AVI可被定向生物素化。进一步使用新一代荧光量子点对Nb2进行偶联,建立一步法检测CEA的双抗夹心ELISA方法。本研究中开发的双纳米抗体夹心ELISA方法对免疫测定中标准品的线性检测范围约为180 ng/mL,最低检测限为0.805 ng/mL,线性曲线显示出可接受的相关系数R2=0.9937,人血清样本中癌胚抗原的回收率在96.6%103.7%。这些结果表明了定向生物素化的纳米抗体在基于生物素-链霉亲和素的双纳米抗体夹心ELISA反应中检测癌胚抗原的可行性,操作简便,灵敏性高,光学性质更稳定,为癌胚抗原的快速痕量检测奠定了基础。