恶性肿瘤严重影响着人类的健康,肿瘤的发病率也呈现逐年上升的趋势,肿瘤的早期诊断和治疗在很大程度上决定了肿瘤的预后。现有的肿瘤筛查及检查方法中,肿瘤标志物蛋白检测仍不失为一种方便快捷的检查手段。然而目前的检测方法存在步骤复杂、灵敏度不高和放射性污染风险等问题。随着纳米科学和纳米技术的快速发展,促进了生物医学技术的发展。在各种纳米材料结构中,纳米线是高度功能性的结构,由于它们的一维性而使其具备了独特的性能,因此基于纳米线的传感器具有体积小、实时响应、灵敏度高、特异性强、便携等优点,对于肿瘤标志物等分子的快速、高灵敏度检测具有重要的意义。本文围绕硅纳米线场效应晶体管（Silicon Nanowires filed effect transistor,Si NWs-FET）生物传感器的制备、器件电力性能的改进、器件表面生物功能化的改进、以及实现在人血清中对肿瘤标志物的检测展开研究,开发一种新型的高度灵敏、高特异性、性能稳定、可重复使用的纳米级生物传感器,在血清中实现肿瘤标志物可重复、高灵敏度、高特异性的快速检测,并尝试性地使用器件检测了乳腺癌的预后判断相关蛋白。（1）硅纳米线场效应晶体管生物传感器应用于肿瘤标志物的检测本研究采用“自上而下”的方法制备了一种Si NWs-FET生物传感器。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（3-aminopropyl-triethoxysilane,APTES）修饰天然氧化物层,然后通过戊二醛（Glu）共价修饰的方法将肿瘤标志物单克隆抗体固定在硅纳米线表面,最后将其与聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）微流道封接在一起。将不同浓度的肿瘤标志物标准品溶液经过微流道泵入传感区域。最终,我们观察到了肿瘤标志物与硅纳米线生物传感器表面的抗体相结合而引起的电流变化的曲线。结果证实本研究研发的Si NWs-FET生物传感器可以用于检测低浓度的肿瘤标志物。（2）硅纳米线生物传感器的改进本研究在前期Si NWs-FET生物传感器的基础上额外增加了一个顶层栅压,制备了双栅Si NWs-FET生物传感器,在检测肿瘤标志物标准品时,与单栅模式的传感器相比,双栅Si NWs-FET具有更好的调控能力及稳定性。限于血清中德拜屏蔽效应的影响,目前硅纳米线生物传感器难以实现血清中靶蛋白的实时检测。降低血清盐离子浓度可有效降低德拜屏蔽效应的检测干扰。本研究首次采用自制的透析器对原始血清进行去盐处理。结果发现经过透析去盐处理的血清能够使生物传感器的电流发生变化,而未经任何处理的原始血清并未引起生物传感器的响应,并且肿瘤标志物浓度越高,电流的增大越明显。结果证明了这种结合透析系统的双栅调控的硅纳米线生物传感器,成功地克服德拜屏蔽效应带来的影响,实现了原始血清的肿瘤标志物检测。由于抗原和抗体之间的强亲和力,难以在检测结束时从器件表面去除抗原-抗体复合物,这表明我们之前制备的生物传感器仅可用于单次测量。因此本研究制备了MPTMS/Si NWs-FET传感器,通过可逆性的二硫键功能,去除抗体-靶分子复合体,以达到重复使用的目的。结果发现,清洗过的MPTMS/Si NWs-FET,电流出现了明显的下降,再次检测CEA标准品,电流又再次出现了明显的上升。这证明了这种器件表面可逆性二硫键的修饰,可以实现可重复检测的目的。（3）目前研究表明肿瘤血行转移可能与肿瘤细胞上皮间质转化过程相关,而本研究探索性地使用改进的生物传感器进行体外乳腺癌细胞间质化标志物N-钙粘蛋白的检测,目前进一步的实验正有序开展,期待N-钙粘蛋白等间质化标志物能成为识别循环肿瘤细胞的特异标志物,以实现使用本研究自主研发的新型生物传感器成功地进行循环肿瘤细胞的检测。经过器件制作及修饰方法的改进,Si NWs-FET传感器的稳定性、灵敏度、可控性及可重复性得到了进一步地提升,并成功的突破检测瓶颈,使用创新性的透析器实现了血清中肿瘤标志物蛋白的实时检测。