电致化学发光免疫传感器是一种将电致化学发光技术与免疫学技术相结合而发展起来的具有易于操作、选择性高、重现性好、灵敏度高、检测快速以及线性范围宽等特点的生物传感器。传感器敏感界面上生物识别系统的构建以及将生物识别元件转化为可检测物ECL信号是电致化学发光免疫传感器研究过程中最为重要和关键的步骤。随着纳米材料的快速发展,由于纳米材料独特的电学性质、大的比表面积、好的生物兼容性等特点,各种纳米材料在生物传感器领域得到了广泛的应用并实现传感器灵敏检测。本文从利用纳米材料及其复合材料构建敏感界面以及信号放大探针等方面进行了研究,构建了一系列的灵敏的电致化学发光免疫传感器,主要研究内容如下：1、基于多壁碳纳米管-Nafion和联吡啶钌-纳米铂复合纳米球构建的新型固相电致化学发光免疫传感器的研究本研究工作中,首先制备Nafion分散的多壁碳纳米管的复合物(Nafion-MWCNTs)作为固载基质,接着利用静电作用制备了联吡啶钉/纳米铂复合物(Ru-PtNPs),并通过阳离子交换作用和静电作用将其修饰至Nafion-MWCNTs修饰的玻碳电极表面,进一步通过静电作用和恒电位沉积法在其表面修饰纳米铂层,用于吸附抗体分子,从而制得基于联吡啶钌的新型固相电致化学发光免疫传感器。本实验中通过对比有无利用纳米铂固载Ru(bpy)32+的不同修饰电极的电活性比表面积以及对ECL的不同贡献的实验,说明利用纳米铂大的比表面积、良好的导电性等特性可大大增加联吡啶钌固载量并有效增加单位时间内激发态产量,从而放大Ru(bpy)32+的ECL信号。在优化的实验条件下,该传感器对甲胎蛋白抗原(AFP)的检测具有较好的ECL响应,线性范围0.01～10ng/mL,最低检测限为3.3pg/mL(S/N=3)。该传感器具有制备简单、操作简便、选择性好、灵敏度较高的特性。2、基于纳米金修饰多壁碳纳米管的纳米复合物和GOD标记抗体构建的原位产生鲁米诺共反应试剂的超灵敏电致化学发光免疫传感器的研究本研究工作中,我们构建了基于原位产生H202与luminol共反应的电致化学发光免疫传感器用于甲胎蛋白(AFP)的检测。首先利用PEI作为连接试剂,制备了纳米金修饰多壁碳纳米管的纳米复合物(AuNPs@MWCNTs),并将其用于标记抗体和葡萄糖氧化酶(GOD)得到AuNPs@MWCNTs和GOD同时标记抗体的纳米生物耦合物探针。由于AuNPs@MWCNTs具有大的比表面积和好的生物相容性,不仅可以固载大量的抗体和GOD分子,还能很好的保持生物大分子的活性及GOD的催化活性,从而提高传感器的灵敏度。采用双抗夹心免疫模式,以多壁碳纳米管作为电极基底修饰材料固载一抗,利用抗原抗体的特异性识别作用将具有放大作用的纳米生物耦合探针组装至传感界面上,在含有一定量葡萄糖和luminol的检测底液中,结合在电极上的GOD催化葡萄糖原位产生H202,接着催化luminol的ECL,同时纳米金也在一定程度上催化luminol-H2O2的ECL,构建了超灵敏的电致化学发光免疫传感器。实验结果表明：该传感器对AFP的检测具有很好的响应,且灵敏度、稳定性、重现性及选择性都比较好,其线性范围为0.0001～80ng/mL,检测下限为0.03pg/mL。3、基于石墨烯复合纳米材料放大鲁米诺阴极电致化学发光构建的超灵敏电致化学发光免疫传感器的研究本研究工作中,我们构建了基于石墨烯复合纳米材料放大鲁米诺阴极电致化学发光的超灵敏的电致化学发光免疫传感器,用于检测癌胚抗原(CEA)。首先,利用石墨烯在一定的电位扫描范围内能够激发luminol的阴极ECL性能,将碳纳米管和石墨烯的复合物修饰至玻碳电极表面构建一个能够产生luminol阴极ECL传感界面,然后恒电位沉积一层纳米金用于固载一抗。利用石墨烯大的比表面积负载大量的纳米铂和钯颗粒,并将其用于标记二抗和GOD得到纳米生物耦合探针。采用双抗夹心的免疫模式以及抗原抗体的特异性结合作用将具有识别和信号放大作用的纳米生物耦合探针组装到传感界面上。实验过程中,当检测底液中含有一定量的葡萄糖和luminol时,纳米生物耦合探针上的GOD便可高效催化葡萄糖产生H202,接着H202在铂钯纳米粒子的催化下产生活性氧基团,从而快速高效催化放大luminol的阴极ECL。实验结果表面,该传感器与CEA在0.0001～160ng/mL的浓度范围内呈良好的线性关系,检测下限为0.03pg/mL,显示了很高的灵敏度。该传感器也显示了很好的稳定性、选择性和重现性,也可用于其他肿瘤标志物的检测。