随着生命科学研究的不断深入,越来越多生物分子如蛋白质、核酸等的生物功能得以不断揭示。这些功能生物分子的生理表达水平,已经发展成为疾病规模化筛查、临床诊断、动态监测与预后评估的重要依据与参考指标。然而,实际的生物样品普遍是组成复杂的混合物,且与疾病相关的标志性生物分子往往表现为低丰度。因此,发展高灵敏和高选择性功能生物分子分析新策略,尤其是针对低生理水平疾病相关生物标志物的分析检测,在生命科学、生物医学研究以及疾病的临床诊断领域都具有十分重要的研究价值。本论文以生物分子micro RNA（mi RNA）和基质金属蛋白酶（MMP）为研究对象,将酶辅助目标循环、DNA发夹组装、主客体作用及纳米技术等信号扩增手段与双信号输出模式巧妙结合,成功构建了均相目标识别与界面信号输出分离新平台,实现了疾病相关生物标志物高选择、高灵敏检测。主要包括以下两个部分:1.基于T7酶辅助均相目标循环耦合发夹组装多重放大检测mi RNA的比例型电化学生物传感研究基于T7核酸外切酶（T7 Exo）辅助均相目标循环与无酶催化发夹DNA动态组装,设计构建了新颖的比例型电化学生物传感平台,实现micro RNA-141（mi RNA-141）的精确、灵敏检测。具体而言,靶标mi RNA-141可引发T7 Exo辅助的均相靶标循环扩增,释放大量信号转导探针（STP）,该转导探针会被电极界面特殊设计的二茂铁标记发夹探针（Fc-H1）捕获,进而触发界面非酶催化发夹组装（Fc-H1+MB-H2）,实现级联信号放大和双信号比例输出。通过该构象转换,引发信号报告分子二茂铁（Fc）和亚甲基蓝（MB）的电化学响应成比例降低和升高。因此,IMB/IFc的比例信号可用于准确反映初始mi RNA-141的真实水平。得益于T7 Exo辅助均相靶标循环、非酶催化发夹组装与双信号输出模式的巧妙结合,该传感器可在1 f M到100 p M动态范围内实现对mi RNA-141的有效检测,检测限低至200 a M。此外,该传感策略在区分错配RNA方面表现出优异的序列特异性,并且具有良好的重现性以及实际样品分析能力。该策略有效整合多重放大与比例信号输出模式优点,有望为生物传感和临床诊断提供准确而有效的分析方法。2、基于均相识别耦合主客体作用的比例型MMP-2电化学生物传感研究基于功能化磁珠介导均相识别与脂质体信号放大,环糊精与电活性分子主客体作用引发双信号报告分子输出,构建了高灵敏比例型基质金属蛋白酶2（MMP-2）电化学生物传感器。该体系通过目标MMP-2引发磷脂酶（PLA2）修饰MMP-2底物肽功能化磁性纳米粒子上PLA2释放,引发包封有电活性分子双酚A（BPA）的脂质体磷脂双分子层破坏,释放大量转导分子双酚A（BPA）,实现目标MMP-2对信号转导分子BPA的“一对多”放大。另一方面,在修饰有高效电荷转移能力Pt Ga NRs@r GO纳米复合材料的电极界面上,电聚合β-CD,并基于主客体作用包合电活性分子罗丹明B（Rh B）,由于β-CD对BPA的结合力强于Rh B,信号转导分子BPA的出现会取代β-CD包合的Rh B,引发BPA和Rh B电化学信号的增大与减小,最终使得IBPA/IRh B与目标MMP-2浓度呈现一定的相关性,在1 fg/m L-0.1 ng/m L范围内,实现对目标MMP-2的高灵敏检测。检测限为490 ag/m L。此外,该传感平台只需通过改变磁性纳米粒子上的底物,就可以实现对其它MMP的通用性检测。因此,该策略提出了通用的生物分子检测比例型电化学传感机制,在普适性分子诊断方面具有重要的应用潜力。