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核酸和蛋白质是组成生命的重要生物大分子。核酸具有传递遗传信息等功能,蛋白质则贯穿所有的生命活动过程,其相关信息的获得,有助于对一些生命过程的研究,进而掌握生命活动和信息传递规律并实施调节及调控。MicroRNA（miRNA）是在动植物体内存在的一种内源性非编码单链RNA,参与个体细胞的增殖、分化、代谢、凋亡以及个体发育等重要过程。DNA是生命体重要的遗传物质,它决定了生物的遗传和变异。凝血酶是一种由凝血酶前体形成的丝氨酸蛋白质水解酶,对促进血液凝固和调控凝血等具有重要的作用。因此,核酸和蛋白质的检测对人类疾病的预防、早期诊断和治疗以及愈后判断依据等方面具有重要的现实意义。近来,随着检测要求的提高,构建灵敏度高、检测限低、稳定性好的生物传感器显得尤为迫切。目前,miRNA、DNA、凝血酶的检测方法主要有比色法、荧光法、化学发光法、表面增强拉曼散射法、电化学分析方法等。其中电化学分析法因其操作简单、制作成本低、选择性好、稳定性好以及灵敏度高等优点而得到广泛关注。纳米材料具有优良的机械性能、高的反应活性、良好的导电性能以及超高的比表面积等特点,被大量用于高性能生物传感器的构建。为此,我们制备了几种纳米功能材料,以其作为电极基底材料,其大的比表面积可提高生物分子在电极上的固定量,从而提高传感器的灵敏度,同时结合生物信号放大技术,构建了多种电化学生物传感器,实现了miRNA、DNA、凝血酶的高灵敏和高选择检测。本文的主要研究内容如下:1、基于氧化镁纳米花和氧化石墨-金纳米颗粒构建一种新型的三明治夹心型电化学生物传感器,结合酶信号放大技术用于miRNA的超灵敏检测。本实验结合了氧化镁纳米花大比表面积、氧化石墨和纳米金良好的导电性能、导以及夹心型结构信号增强的优点,构建了多重信号放大的电化学生物传感器。新方法的线性范围为1.0×10-101.0×10-16 M,检出限为0.05 fM（S/N=3）2、基于三氧化钨-石墨烯纳米复合材料和纳米金结合催化发夹自组装循环和酶信号放大技术构建超灵敏电化学传感平台,实现了对miRNA的超灵敏检测。采用一步水热法合成了三氧化钨-石墨烯纳米复合材料并作为电极的基底材料,引入两个发夹结构的DNA片段H1和H2,当存在目标miRNA时,H1与H2进行碱基互补配对,发生发夹自组装目标物循环,再加入链霉亲和素标记的碱性磷酸酶催化检测液产生电化学信号用于间接检测目标miRNA,该方法的检出限为0.05 fM。3、基于中空二硫化钼微箱/纳米金结合双链特异性核酸酶及酶信号放大技术构建电化学生物传感器用于miRNA-21的超灵敏检测。中空的二硫化钼微箱具有大的比表面积和良好的生物兼容性,增大了固定在电极表面的DNA探针的量,大大提高了传感器的电流响应。双链特异性核酸酶（DSN）对双链DNA/RNA杂交链中的RNA没有任何损坏作用,切断DNA后,释放出来的RNA可以进入下一个循环。本实验利用材料和多酶生物催化的多重信号放大,显著提高了高灵mi RNA的检测灵敏度,其线性范围为0.1 fM100 pM,检出限为0.086 fM（S/N=3）,新方法可用于实际样品分析。4、基于二硒化钼/二氧化硅球和氧化石墨-金纳米颗粒构建三明治夹心型电化学生物传感器,结合杂交链式反应及酶信号放大技术超灵敏检测目标DNA。该实验以二硒化钼/二氧化硅球作为电极基底材料,用氧化石墨-金纳米作为信号载体构建夹心型的传感器。发生杂交链式反应的两条发夹探针末端均标记生物素,在电极表面形成许多条带有生物素的聚合链,最后,亲和素标记的辣根过氧化氢酶催化底物产生电化学信号间接检测目标DNA。结果表明,该传感器对目标DNA的检测具有高的灵敏度和好的选择性,检出限为0.068 fM（S/N=3）,新方法可用于人血样分析。5、基于氮掺杂的氧化石墨和二硒化钼/二氧化硅球构建三明治夹心型电化学生物传感器结合杂交链式反应及酶信号放大技术超灵敏检测凝血酶。该实验由于氮掺杂的氧化石墨和二硒化钼/二氧化硅球具有较大的比表面积,为生物分子在电极上的固定提供更多的结合位点。在二硒化钼/二氧化硅球载体上发生杂交链式反应的两条发夹探针会在电极表面形成许多条带有生物素的聚合和素标记的辣根过氧化氢酶催化底物产生电化学信号可用于间接检测凝血酶。结果表明,该电化学传感平台,对凝血酶的检测具有良好的选择性、宽的线性范围(0.0000550 ng·mL-1)和低的检出限(0.045 pg·m L-1（S/N=3）)。