电致化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）,结合了电化学分析的高可控性和发光分析的高灵敏度,具有干扰少、背景低、检测快速、重现性好、准确性高等优势,使其成为获取生命过程中重要生化信息的有力工具。以生物活性分子为识别元件,ECL材料为信号物质,基于生物分子识别构建的ECL生物传感器可将生化相互作用转化为可量化的ECL信号来测量目标分子浓度。近年来,不少新型的ECL纳米材料被相继开发并用于构建不同的三元ECL体系。然而,一些基于三元ECL体系的生物传感器仍面临以下挑战:（1）与经典发光试剂联吡啶钌(Ru（bpy）32+)相比,由于新型的纳米发光材料存在发光强度不够高,稳定性不够强等局限,因此找寻高效的共反应促进剂具有重要意义。（2）生物体系中目标物的低丰度及组分的复杂性使得如何提高对目标物识别的特异性和准确性成为研究热点。基于此,本论文提出了复合纳米材料的协同促进策略和双重增强效应,构建了基于共反应试剂S2O8~2的三元ECL体系,显著增强了新型发光体在S2O82-溶液中的ECL强度和稳定性。并进一步结合特异性的目标识别、核酸扩增或DNA纳米机器放大策略,构建超高灵敏度的ECL生物传感器。论文的研究工作主要由下述两部分构成:1.协同促进策略增强的SnO2 QDs三元ECL体系用于microRNA的灵敏检测microRNA作为一种内源性的非编码短链RNA,是多种疾病的重要生物标记物,但microRNA在细胞内的表达水平较低,因此迫切需要灵敏准确的检测工具。本研究开发了一种基于三种共反应促进剂联用的协同促进策略,构建了高发光的Sn O2量子点（Sn O2 QDs）三元ECL体系,实现了micro RNA-21的灵敏检测。具体而言,理性地选用二氧化锰纳米花（Mn O2 NFs）、银纳米颗粒（Ag NPs）和hemin/G四分体（hemin/G-quadruplex）为共反应促进剂。基于协同效应,三种共反应促进剂的巧妙整合使其具有优异的结构稳定性,暴露更多的催化活性位点,电荷转移更快,与单一共反应促进剂相比能更有效地促进共反应试剂(S2O82-)的还原。并且与3D DNA步行器相结合构建了一种灵敏检测micro RNA-21的“on-off-super on”型ECL生物传感器,该传感器有着优异的线性范围（10 amol/L-100 pmol/L）和低至2.9 amol/L的检测限。这项研究为设计高效共反应促进剂的结构和组分提供了全新的研究视角。2.MOF衍生纳米花双重增强的溶解氧/S2O82-三元ECL体系用于DNA甲基化的灵敏检测作为一种表观遗传修饰,DNA羟甲基化广泛参与细胞分化、基因表达、癌症的早期筛查等过程,但实现DNA羟甲基化的无序列限制性检测仍具有挑战。本研究结合高效三元ECL体系和DNA walker放大策略,实现了无序列限制性的5-羟甲基胞嘧啶（5-hm C）含量的高灵敏ECL分析。具体而言,首先采用原位Mn-MOF模板牺牲策略合成富含缺陷和无序结构的Mn OxSyNFs,并将其作为共反应促进剂构建高效的溶解氧/S2O82-三元ECL体系,使得S2O82-溶液的ECL强度显著提高5.2倍。在传感信号构建方面,首先通过特异性的化学修饰将目标物5-hm C转化为可识别的DNA序列（5-ghm C-walker）。接着在Mn OxSyNFs修饰的电极界面上自组装长周期线性排列的十字形DNA轨道（cross-shaped DNA tracks）。有序的DNA轨道可显著降低DNA脱轨概率以实现连续的机械运动,从而提升5-ghm C-walker的行走效率并实现ECL信号放大。因此,基于高效的目标识别和信号放大策略,所构建的ECL传感平台对5-hmC响应的线性范围为1 fmol/L-1 nmol/L,检测限低至0.29 fmol/L。本研究开发的无序列限制性5-hmC检测技术在表观遗传研究方面有广阔的应用前景。