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光学生物传感技术具有分析时间短、选择性好、操作简单和灵敏度高等优点,已广泛用于核酸、蛋白质、生物活性小分子、病毒等的分析检测,在生化分析领域表现出了广阔的应用前景。纳米材料具有独特的光学和电化学性质,为分析化学的发展开拓了新领域。将纳米材料应用于光学生物传感分析为构建新的生物传感体系提供了新的思路。微流控芯片电泳是目前最重要的分离分析方法之一,具有样品消耗量少、分析时间短、分离效率高、易实现高通量分析等特点,目前已经广泛应用于生物化学、环境科学、临床医学等众多领域。激光诱导荧光检测是最灵敏的光学检测技术之一,在微流控芯片技术中具有很大的应用潜力。核酸信号放大技术能够显著提高分析的灵敏度,将核酸信号放大技术运用到微流控芯片电泳分析,可显著提高微流控芯片电泳分析方法的灵敏度,改善体系的分析性能。本论文基于光学生物传感技术和纳米材料的荧光猝灭作用以及微流控芯片电泳-激光诱导荧光检测和核酸信号放大作用,构建了四种检测抗肿瘤药物和蛋白质的新方法,并将其分别应用于博来霉素(BLM)、S1核酸酶以及γ-干扰素(IFN-γ)的分析。具体内容如下:1.基于二硫化钨纳米片(WS2)对不同长度的单链DNA(ssDNA)吸附作用的差异性和对荧光物质的荧光猝灭性质,发展了一种荧光传感平台用于简单、快速和高灵敏检测BLM和酶活性。酶活性的检测以S1核酸酶(对单链高特异性的一种酶)为模型分析物。荧光素(FAM)标记的ssDNA的荧光能被WS2纳米片猝灭,但在BLM·Fe(Ⅱ)复合物或S1核酸酶存在时,FAM标记的ssDNA会发生不可逆的裂解或酶切成短的FAM标记的ssDNA,从而使得荧光恢复。该方法对BLM和S1核酸酶的检测有着宽的线性范围和高的灵敏度,BLM的检测限为3.0×10-10(mol/L,S1核酸酶的检测限为0.01 U/mL。同时,该方法在复杂生物样品中也展示出良好的选择性,在生物医学分析和诊断领域有着潜在的应用。2.基于BLM增强Fe(Ⅱ)-ABTS-H202反应,建立了一种均相免标记的比色传感新方法用于BLM的检测。Fe(Ⅱ)能通过芬顿反应催化H2O2-ABTS反应,BLM与Fe(Ⅱ)在有氧的条件下形成BLM-Fe(Ⅱ).复合物,该复合物显示出比Fe(Ⅱ)更高的催化能力,因此,可以通过Fe(Ⅱ)-ABTS-H2O2反应体系的颜色变化,使用目视法或吸光光度法对BLM进行检测。样品溶液在419nm处的吸光度值与BLM的浓度在2.5×10-8 mol/L～1.0×10-6mol/L范围内存在良好的线性关系,BLM的检测限(3σ,σ=S0/S,S0为空白溶液多次测量的标准偏差;S为标准曲线的斜率)为1.6×10-8 mol/L。该方法应用于人血清中BLM的测定,得到了满意的结果。3.基于微流控芯片电泳-激光诱导荧光检测平台建立了高灵敏检测S1核酸酶及其抑制剂分析的的新方法。具有特异性的S1核酸酶能够水解FAM标记的单链DNA(FAM-ssDNA),生成5’-FAM-单核苷酸片段和非常少量的二核苷酸片段。通过微流控芯片电泳将FAM-ssDNA和生成的5’-FAM-单核苷酸片段分离,通过激光诱导荧光检测分离物的荧光信号,并以5’-FAM-单核苷酸片段的荧光强度对S1酶进行定量。S1酶的浓度在0.002U/mL～0.2 U/mL范围内,与FAM-单核苷酸片段的荧光强度呈现良好的线性关系。以S/N=3计算,S1酶的检测限为0.0012 U/mL。选择焦磷酸钠作为抑制剂,考察其对S1酶活性的抑制效果。将该方法用于人血清样品加标回收分析,结果满意。4.基于T7核酸外切酶辅助信号放大,采用微流控芯片电泳技术结合激光诱导荧光检测,建立了一种简单、灵敏、高特异性的检测IFN-γ的新方法。在该方法中,将T7 E×o辅助信号放大、微流控芯片电泳分离和激光诱导荧光检测结合,实现了对IFN-γ的高灵敏检测。FAM标记的单核苷酸的峰高与IFN-γ的浓度在1.5×10-11 mol/L～2.5×10-9 mol/L范围内存在良好的线性关系,以S/N=3计算,IFN-γ的检测限为6.5×10-12 mol/L,将所建立的方法应用于人血浆中IFN-γ的测定,获得了满意的结果。此外,通过改变发夹探针的适体序列,很容易将本方法应用于其他生物活性分子的检测。基于该方法原理,通过设计不同长度的荧光标记探针,还可以实现单激发同时检测多种目标分子,从而大大扩展该方法的适用范围。