本论文介绍并合成了多种纳米材料,如:碳基纳米材料、过渡金属氧化物材料、过渡金属硫化物材料等,并将其复合制备纳米复合材料,然后利用抗体分子对复合材料其进行生物功能化,最后结合电化学免疫传感分析技术或电致化学发光技术以应用于对肿瘤标志物的检测。通过多种表征技术探究了材料的合成条件、材料的组分以及材料形貌以及检测性能,研究了复合材料对检测微量目标物产生信号放大效果的原理。通过优化一系列传感器测试条件,建立了肿瘤标志物的分析检测方法,实现了对肿瘤标志物的高选择、高灵敏的检测。主要内容有:1.构建了一种基于中空多孔碳复合二氧化锰（MCHS@MnO₂）的复合材料用于催化过氧化氢继而间接检测甲胎蛋白。中空多孔碳（MCHS）作为催化剂MnO₂的载体使其在表面原位生长,MCHS@MnO₂催化H₂O₂产生电信号,在传感器界面的抗体分子特异性识别并捕获AFP分子后电流信号明显降低并以此进行定量检测。MCHS@MnO₂呈现出中空多孔的结构具有吸附效果,有助于催化H₂O₂产生较大的响应电流从而提升检测灵敏度。而且,MCHS@MnO₂具有大的比表面积,有助于大量抗体分子的负载,从而实现对更多AFP分子的捕获,拓宽了传感器的检测浓度范围,可以对0.10～420 ng mL^-1的AFP进行检测,MnO₂和MCHS展现出协同作用的效果。将设计的免疫传感器应用于实际检测人血清样品中的AFP也获得了令人满意的测试效果,具有良好的应用价值。2.设计了一种增强鲁米诺（luminol）的电致化学发光效率的构建策略,并成功应用于对刀豆凝集素（ConA）的检测。我们设计了氧化亚铜复合纳米金（Cu₂O@AuNPs）作为luminol的载体,Cu₂O@AuNPs能够催化葡萄糖间接产生luminol的共反应试剂,实现了luminol连续稳定的ECL信号。同时,luminol分子通过L-半胱氨酸（Cys）作为桥连分子牢固地固定在Cu₂O@AuNPs上（Cu₂O@AuNPs-Cys-luminol）,Cys能够有效的固定luminol分子,同时也起到了luminol的分子内共反应剂的作用,显著提高了luminol的电致化学发光效率。通过整合以上多种信号放大策略,将基于Cu₂O@AuNPs-Cys-luminol的传感器用于检测ConA,该传感器表现出出色的灵敏度和稳定性,检测限为2.9×10^-5 ng/mL,并且连续电位扫描8个循环仍具有稳定的发光性能,检测的稳定性和重现性得以改善。这项研究不仅为ConA的检测提供了有效的工具,而且这种传感构建模式也可以应用于其它免疫阵列的构建具有良好的应用前景。3.将P型半导体石墨相氮化碳（g-C₃N₄）与N型半导体氧化亚铜（Cu₂O）复合作为发光体（C₃N₄@Cu₂O）,以电解底液中的溶解氧为共反应试剂,构建了无标记型的电致化学发光（ECL）免疫传感器检测前列腺特异性抗原（PSA）。将C₃N₄与Cu₂O复合,由于费米能级的偏移,接触界面处的电子从C₃N₄转移到Cu₂O表面。C₃N₄界面具有正电荷,并且Cu₂O表面具有负电荷,这使C₃N₄与Cu₂O接触的界面处形成内置电场,并且电子和空穴沿相反方向迁移,这增强了载流子的有效分离,使得C₃N₄由于高能电子注入使其钝化的情况得到有效改善。经过测试,该传感器的ECL信号与PSA的浓度在1.0×10^-2～120 ng/mL范围内呈线良好的线性关系,检出限低至3.42×10^-3 ng/mL。基于C₃N₄@Cu₂O的ECL免疫传感器具有大的表面积、有效的电子空穴对分离能力、良好的生物兼容性等优点,其制备简单,操作简便,对于检测人体血清中的PSA有足够的灵敏度和选择性,具有很好的应用前景。4.设计了以二硫化钼纳米片（MoS₂）为载体与硫化铜纳米粒子（CuS）复合,并利用L-半胱氨酸（Cys）对其生物功能化,得到了Cys/CuS@MoS₂用于检测癌胚抗原（CEA）。在该复合材料中,CuS纳米粒子是电催化活性中心,MoS₂纳米片作为基底材料可以固定CuS并加速电子转移,Cys不仅增加了材料的的生物相容性,而且还作为交联剂促进了抗体的固定。构建的基于Cys/CuS@MoS₂的无标记电化学免疫传感器来检测癌胚抗原（CEA）,无需添加额外的催化底物。结果表明所构建的免疫传感器的电信号对浓度在5×10^-3～50 ng/mL范围内的CEA呈现良好的线性关系,检测限低至1.7×10^-3 ng/mL。并且成功应用于血清样品中CEA的检测。