电致化学发光（ECL）技术因其高灵敏,高可控性以及快速简便等优势成为近年来分析化学研究领域的热点。然而,在无共反应试剂,无其他信号放大手段时,常规ECL传感器的响应信号较弱,因此构建信号放大技术放大ECL传感器的响应信号成为了进一步发展该技术的关键所在。根据诸多报道表明,通过引入纳米材料构建新型信号放大策略可有效提高ECL传感器的信号响应与灵敏度。本文主要以纳米材料为基础,设计合成新型发光物质、新型纳米固载平台、新型纳米信号增强剂等,构建了多种信号放大策略并将其应用于不同类型的传感器构建过程中。本论文主要包括以下几个方面的工作:1.基于原位电聚合纳米碳点的超灵敏生物传感器构建及其在细胞内铅离子检测中的应用研究:本文设计研制了一种新型高灵敏的细胞内铅离子ECL生物传感器。该传感器通过在玻碳电极表面原位电聚合形成碳点N掺杂碳点（N-CD）的方式实现了碳点的高效固载,解决了传统碳点难以固载的问题。同时,引入Pd-Au六面体（Pd@Au HOHs）作为增强剂有效放大了碳点的ECL信号,提高了传感器的灵敏度。首先,将邻苯二胺（OPD）在GCE上电聚合形成具有氨基的N-CD。然后,由于Ag纳米粒子（AgNPs）具有优异的导电性和生物相容性,通过Ag-N键在N-CD上修饰以固定捕获DNA（T1）。之后,通过T1和T2之间的杂交在电极上引入互补的DNA（T2）和ssDNA1（S1）标记的Pd@Au HOHs（Pd@Au HOHs-T2-S1）。同时,通过S1和S2的杂交将ssDNA2（S2）标记的Pd@Au HOHs（Pd@Au HOHs-S2）引入,在电极表面上形成Pd@Au HOHs-DNA树枝状大分子。值得注意的是,Pd@Au HOHs对ECL反应具有特殊的催化活性,导致N-CDs的ECL信号强烈增强。通过合理的设计,细胞内Pb²⁺被用来与许多重复的S1和S2的DNA序列偶联,从而产生Pb²⁺稳定的G-四分体（G4）结构。之后,N-CD的ECL强度被Pb²⁺猝灭。此外,它还具有研究其他细胞内重金属离子相关生物学行为的巨大潜力。2.基于石墨烯固载的双共反应试剂及铂钌复合材料的电致化学发光传感器研究:本研究基于聚乙烯亚胺功能化的氧化石墨烯（PEI-RGO）和金纳米粒子（AuNPs）修饰的聚酰胺胺（PAMAM）构建了一种灵敏检测甲胎蛋白（AFP）的新型固态联吡啶钌电化学发光免疫传感器。铂钌复合材料实现了发光物质在电极表面的大量固载,有效提升了传感器的响应信号。同时以石墨烯为载体大量固载了两种共反应试剂PEI与PAMAM,使得传感器灵敏度相较使用单一共反应试剂的ECL传感器显著提升。为了改善PAMAM的低导电性,在PAMAM的氨基上修饰了AuNPs。通过Au-N键,制得的AuNPs-PAMAM被修饰在PEI-RGO上。制得的AuNPs-PAMAM/PEI-rGO被用来标记检测物的抗体（Ab2）。得到的Ab₂/AuNPs-PAMAM/PEI-rGO通过夹心免疫反应被修饰到电极表面。将nafion和铂纳米粒子复合物（Ru-PtNPs）混合制得电致化学发光的底物,从而降低了钌配合物的消耗,简化了操作,提高了效率。实验结果表明,该免疫传感器对AFP有较好响应。线性范围为0.01 pg mL^-1到10 ng mL^-1,检测限为3.3 fg mL^-1。同时,制得的夹心免疫传感器具有良好的稳定性、选择性和重现性,这使得它具有良好的临床检测潜力。3.基于联吡啶钌的发光功能化金属有机框架材料构建电致化学发光传感器的研究:本研究利用创新性地采用锌离子为中心离子、三（4,4-二羧基联吡啶）氯化钌(Ru（dcbpy）₃²⁺)配合物分子为配体合成了具有优异的电致发光性能的新型发光功能化金属有机骨架（MOFs）。以所合成的发光功能化MOFs为基础,构建了发光信号“signal on”型的电致化学发光免疫传感器,该传感器被应用于检测N端前脑钠肽（NT-proBNP）。发光功能化MOFs显著提高了Ru（dcbpy）₃²⁺的固载量,而且还由于MOFs在电致化学发光免疫传感器中作为固载平台有效固载了大量共反应试剂,因此所制备的免疫传感器ECL响应强,灵敏度高。此外,构建的电致化学发光免疫传感器的线性范围为5 pg ml^-1-25 ng ml^-1,检测限达到了1.67 pg ml^-1。结果表明,发光功能化MOFs为电致化学发光免疫传感器的构建提供了一种新的放大策略,这在生物分析中具有广阔的应用前景。4.基于自增强联吡啶钌复合物掺杂的有机金属框架材料构建电致化学发光端粒酶传感器的研究:本研究通过使用自增强钌聚乙烯亚胺（Ru-PEI）复合掺杂沸石咪唑唑骨架-8（Ru-PEI@ZIF-8）作为ECL指示剂和酶促DNA循环扩增策略,我们构建了一种超灵敏的“off-on”型电致化学发光（ECL）生物传感器被用于测定端粒酶活性具有高ECL效率。Ru-PEI@ZIF-8纳米复合材料是在沸石咪唑骨架-8（ZIF-8）生长过程中通过掺杂自增强Ru-PEI配合物合成的,有效提高了自增强发光材料的固载量,具有较高的ECL效率和优异的稳定性。此外,由于Ru-PEI@ZIF-8的多孔性,Ru-PEI@ZIF-8自增强Ru-PEI@ZIF-8的外层和内层自增强Ru-PEI配合物可被电子激发,从而引起自增强ECL材料的利用率显著增加。为了进一步提高所提出的生物传感器的灵敏度,将端粒酶活性信号转化为触发DNA信号,其通过酶辅助DNA循环扩增策略进一步扩增。所提出的ECL生物传感器在从5×10¹到10⁶ Hela细胞检测端粒酶活性方面表现出极好的性能,检测限为11个细胞。此外,该方法应用于检测抗癌药物治疗癌细胞端粒酶活性,表明该方法作为抗癌药物筛选的评价工具具有潜在的应用价值。