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借助纳米材料构建超灵敏分析方法,可以检测血清中的痕量标志物,实现早期识别。在众多分析方法中,电化学检测和电致化学发光（ECL）技术已被普遍用于检测血清标记物。以纳米材料为基础的电信号和光信号放大策略在提高传感器的灵敏度和稳定性方面具有巨大潜力。本课题合成了c-C60/CeO2/PtNPs纳米复合物,在此基础上设计了新型电化学传感器,实现了人血清游离DNA中CYP2C19*2基因的检测。此外,为了提高传感器的准确度,我们合成了硫掺杂钯纳米花（s-PdNFs）,将其作为信号标签,设计新型电致化学发光—电化学双信号传感器（光—电双信号传感器）,实现了对血清PCSK9蛋白的检测。构建的双信号传感器既可以提高检测的准确度,还能满足两种仪器（电化学仪和电致化学发光仪）。本研究不仅对临床上判断氯吡格雷的使用剂量提供一个较好的检测新方法而且对新型降脂靶点PCSK9抑制剂的药效评价提供一种新型检测技术。相关的技术平台研发策略可普遍适用于血清DNA、蛋白类标志物的分析。第一章应用纳米材料(c-C60/CeO2/PtNPs)作为信号标签检测CYP2C19*2基因的电化学传感器氯吡格雷的使用剂量对患者是否携带CYP2C19*2基因有较大差异。携带CYP2C19*2基因的患者对氯吡格雷具有低反应性,临床上已被建议使用高剂量氯吡格雷来克服。实现氯吡格雷个性化治疗的前提是高效精确分析患者CYP2C19*2的基因表型。于此,我们开发了一种超灵敏的电化学生物传感器直接从血清游离DNA中检测CYP2C19*2基因表型。首先,我们采用一步法合成AuNPs@Fe-MIL-88NH2纳米材料,用于修饰玻碳电极以增强电导率并固载链霉亲和素,从而连接生物素修饰的捕获探针。其次,合成了基于二氧化铈（CeO2）功能化的羧基富勒烯(c-C60),并且修饰铂纳米颗粒利用其催化功能增强信号放大能力(c-C60/CeO2/PtNP)。用信号探针标记c-C60/CeO2/PtNP作为信标,成功构建生物传感器。当CYP2C19*2基因片段与捕获探针和信标形成夹心反应后,信标催化H2O2产生电化学信号可被检测记录,从而实现CYP2C19*2基因的检测。在最优条件下,该传感器的电流值与血清CYP2C19*2基因浓度的对数,在线性范围为1 fM-50 nM内显示出较好的线性关系,且最低检测限为0.33 fM（S/N=3）,并表现出良好的特异性。制备的生物传感器实现了人体血清样品中CYP2C19*2基因的定量检测,为快速检测突变基因提供了新的分析策略。第二章应用纳米材料（s-PdNFs）作为信号标签检测PCSK9的光—电双信号传感器前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶/kexin 9型（PCSK9）可以作为动脉粥样硬化的分子标志物。因此,设计一种高灵敏检测方法实现对血清PCSK9的检测,对监测和预防心血管疾病具有重要价值。本实验合成了一种硫掺杂钯纳米花（s-PdNFs）作为信号标签,由于其猝灭和催化的多功能特性可用做多信号检测材料。因此,我们设计了双信号检测技术用于PCSK9检测。首先,本研究首次发现了s-PdNF可以通过电致化学发光-能量共振转移（ECL-RET）有效地淬灭过二硫酸盐/氧气(S2O82-/O2)的ECL强度这一特性,在以此基础上构建了ECL传感器通道。另外,利用s-PdNFs具有过氧化物酶样特性,即可催化H2O2产生电信号,构建了一种基于s-PdNFs作为信号标签的新型电化学免疫传感器通道。两通道合为一体,在同一传感界面上构建了高灵敏光—电双信号免疫传感器。该传感器可实现PCSK9的特异、准确、超灵敏检测,其线性范围为5 fg/mL至50 ng/mL（ECL通道）和500 fg/mL至50 ng/mL（电化学通道）。此外,ECL通道和电化学通道既可以实现分别检测,还可以组合两个通道来判断结果,以提高检测的准确性。该免疫传感器实现了临床血清样品中PCSK9的检测,与ELISA方法相比显示出良好的相关性。本研究结果为多功能材料在传感器领域的应用提供了相关实验数据。