电化学生物传感器集合了生物识别专一性、纳米粒子的生物兼容性及放大性及电化学信号检测的放大作用的优势,具有灵敏度高、选择性好、易于微型化和自动化等优点,是现代生物分析的主要发展方向。本论文主要研制了基于纳米多孔金片电极及纳米粒子探针的新型电化学生物传感器,并将此传感器应用在了C反应蛋白、乙肝表面抗原、K562细胞以及K562细胞表面糖蛋白的检测,灵敏度高,检测限低,有利于超痕量蛋白的分析和疾病的早期检测,建立了一种快速、简便、可靠的分析方法;构建了一种免光源的光电分析法,检测游离谷胱甘肽和细胞内游离巯基的含量,取得了较理想的结果。本论文的主要研究内容如下:1构建了一种基于纳米多孔金片电极以及HRP标记CRP抗体修饰的纳米金粒子复合物的高灵敏C反应蛋白电化学免疫传感器。在0.01 ng mL-1到0.5 ng mL-1的浓度范围内测定C反应蛋白的工作曲线,检测限为6.85 pg/mL。纳米金粒子作为支撑材料大大增加了固定的HRP标记的CRP抗体的数量,提高了CRP免疫分析的检测灵敏度。这种超灵敏的方法可以用最小体积的样本检测CRP,样本的稀释可以消除血清中其它蛋白的干扰以提高CRP免疫分析的选择性。2本文构建了一种基于纳米多孔金片电极(NPG)以及辣根过氧化酶(HRP)标记抗体修饰的纳米金粒子的电化学酶联免疫传感器,运用夹心式免疫分析法检测血清乙肝表面抗原浓度。由于纳米多孔金片电极的有效表面积比普通裸电极大得多,再加上纳米金粒子的生物兼容性和放大作用,大大增大了固定到电极表面的酶标抗体的量,从而提高了目标蛋白的检测灵敏度。本文测定乙肝表面抗原(HBsAg),结果表明抗原浓度在0.01到1.0 ng/mL成线性关系,最低检测限为2.3 pg/mL。使用这种新方法分析多个人体血清样品的结果也与ELISA的结果吻合,并且这种方法与ELISA法相比还有直接、快速、简单以及比ELISA法分析灵敏度高出100倍等优点,表明此方法可以精确、简单灵敏的检测人体血清样品中的乙肝表面抗原3构建了一种基于纳米多空金片电极的细胞电化学传感器,细胞通过表面糖基与刀豆球蛋白(Con A)的特异性识别固定到电极表面。固定了细胞的电极与糖蛋白抗体纳米探针孵育后,将CdS纳米粒子引入到细胞表面。细胞及细胞表面的糖蛋白(P-gp)的数量通过细胞表面的CdS纳米粒子溶解下的镉离子的电化学溶出分析定量。由于一个纳米金粒子通过桥联DNA可以接上百个CdS纳米粒子,大大的提高了细胞的检测灵敏度。以K562细胞为例,电化学信号与细胞浓度的对数成正比,K562细胞的线性范围是每毫升1×102到1.0×105个,表现出了很高的灵敏度。这种信号放大方法可以进一步应用于评价细胞膜表面的糖蛋白表达,经过计算得出每一个K562细胞表面约有3.144×103个糖蛋白分子,经过阿霉素处理的细胞膜上的P-糖蛋白是K562细胞膜糖蛋白表达的10倍。这种检测方法为高灵敏细胞传感器的发展提供了平台以及开辟了细胞表面糖蛋白表达评估的新方法。4首次构建了一种免光源光电分析细胞内巯基化合物的方法。此方法中制备的含有双硫键的化学发光探针可以被巯基化合物打断,打断下来的聚苯乙烯微球上标记的异鲁米诺用于化学发光反应可作为光致电分析的光源。以谷胱甘肽为例,谷胱甘肽的线性范围为1.0×10-10 M到1.0×10-8 M,检测限为42 pM。此方法应用于Ramos细胞提取液中巯基化合物的检测,与电化学测定结果相吻合。