自上世纪60年代科学家——Clark和Lyon提出生物传感器的概念到现在,短短的几十年时间里,生物传感器发展迅速。生物传感器是一种特殊装置,可以将生物分子间的相互作用转换为光、压电、电化学、热等更易量化检测的信号,常用来检测生物底物分子的浓度或活度。生物传感器的种类繁多,在环境监测、生命科学、食品检测及医学等许多科学领域有着重要的用途和研究价值。事实证明,科学的发展离不开各种新型材料。近年来,纳米材料脱颖而出,受到了科学家们愈来愈多的青睐。简单地说,尺寸大小为纳米级的材料就是纳米材料,拥有量子尺寸、体积效应等特殊效应,性质独特,用途广泛。形状各异的纳米材料具有不同的物理、化学性能,利用其自身特性可用于不同生物传感器的制备,这不仅解决了传感器对载体、固定材料的需求,也大大提高了传感器的选择性和灵敏度。本论文通过制备纳米金、DNA/Ag纳米簇等多种新型多功能纳米材料,成功构建了几种生物传感器和分析方法。实验中,我们使用荧光分光光度计和CHI电化学工作站检测产生的荧光信号和电化学信号,表征过程还使用了透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(IR)等大型仪器。通过检测几种重要生物样品(癌细胞和p-淀粉样蛋白寡聚体),本工作为癌症和阿尔茨海默病等相关重要疾病提供了新的研究思路,具体研究内容如下：第一章绪论本章主要从研究原理、特点、类型和实际应用等方面介绍了生物传感器,并对本论文研究的荧光生物传感器和电化学细胞传感器作了简要介绍；阐述了纳米材料的分类、常见的制备方法和其它相关特性,并总结了其在生物传感器中的应用；简单介绍了癌症和阿尔茨海默病及其发病机理；最后提出本工作的主要内容和研究意义。第二章基于DNA/Ag NCs的p-淀粉样蛋白寡聚体的荧光检测β-淀粉样蛋白(Aβ)寡聚体在阿尔茨海默病的病理过程中起着重要作用。因此,对有机体中Aβ寡聚体的分析检测在阿尔茨海默病的早期诊断和治疗中有着重要的意义。以DNA为模板合成的银纳米簇(DNA/Ag NCs)是一种新型的荧光发光材料,具有体积小且光稳定性好等优点。研究表明,当DNA/Ag NCs靠近富含鸟嘌呤的DNA序列时,其荧光强度大大增强。基于此,本文设计了三种DNA序列并研制了一种新型荧光分析方法并成功检测了Aβ寡聚体浓度。其中,DNAl是识别探针,3’端是Aβ寡聚体的适配体；DNA2是信号探针,端与DNAl的5’端互补,另一端是合成Ag NCs的模板；DNA3的3’端是富含鸟嘌呤的序列,5’端与DNAl的3’端互补。当三种DNA杂交识别后,DNA/AgNCs靠近富含鸟嘌呤的DNA3,荧光大大增强,因此可以检测Ap寡聚体的适配体(DNAl)浓度。同时,通过荧光的淬灭作用可以有效检测Ap寡聚体的浓度。该方法简单快速,特异性好,在实际生物样品中用于检测Ap寡聚体及其适配体方面有着广阔的应用前景。第三章基于双功能化金-量子点纳米复合物的荧光放大策略的构建及用于癌细胞表面甘露糖的检测本文基于双功能化金一量子点纳米复合物(QDs-Au-BSA-mannose)的荧光放大策略,通过竞争方法检测了癌细胞表面的甘露糖。在该体系溶液中,纳米复合物和癌细胞竞相结合至电极表面。在本实验中,我们首先将量子点(QDs)修饰到BSA-金纳米颗粒表面；接着,利用金-硫键将巯基甘露糖衍生物进一步修饰到纳米粒子表面,这样,便制得了具有荧光信号的{QDs-Au-BSA-mannose}纳米复合物。由于在该纳米复合物中,BSA将量子点和金纳米粒子隔开,因此该复合物仍然保持量子点的荧光特性,并对修饰的玻碳电极有很强的结合作用。本实验成功分析了A549和QGY-7701两种癌细胞表面甘露糖的含量,操作过程简单可靠,在癌细胞表面多聚糖的实际样品检测中有广阔的应用前景。第四章基于Au@BSA微球和凝集素纳米探针的电化学生物传感器及其对活细胞的检测本文基于三维结构微球pu@BSA和凝集素修饰的纳米探针,构建了可对人体胃癌细胞(BGC-823)进行定量检测的电化学细胞传感器。其中,Au@BSA微球可以捕获3-氨基苯硼酸分子(APBA),而APBA对细胞表面的唾液酸(SA)具有较高的亲和力,因此可以连接BGC-823细胞。实验中,将伴刀豆球蛋白(ConA)和HRP与爆米花状的金纳米颗粒(Aupc)混合反应,制得爆米花状金纳米探针(Con A-Aupc-HRP).然后,基于细胞表面的甘露糖对Con A的特异性识别,我们将{Con A-Aupc-HRP}纳米探针修饰于电极表面,再通过HRP对过氧化氢(H202)-硫堇(Th)体系的酶催化作用,检测电流信号。由于Au@BSA和{Con A-Aupc-HRP}纳米探针的双信号放大功能,该细胞传感器显示了较高的灵敏度和较好的选择性,可以检测1.0xl02～1.0×106/mL浓度范围内的BGC-823细胞,检测限～40/mL。该方法也为癌细胞表面非正常糖基化的检测提供了新的研究思路,在改善癌症的诊断和治疗方面具有一定的应用前景。