随着科学技术的发展,基于多学科交叉融合的电化学生物传感器由于具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点成为热点研究课题。为了发展微型化与集成化的电化学生物传感器,具有良好柔性以及可设计性的纸引起了人们的广泛关注。虽然纸本质是绝缘的,但纳米材料的引入会极大地改善纸的性能使其成为一个优异的电化学基底,这为便携式电化学生物传感器的构建开辟了新的途径。本文通过改变纳米材料在纸芯片上原位生长的方法,实现了对金纳米材料结构的调控,制备了不同形貌金纳米材料修饰的纸芯片,有效改善了纸基设备的分析性能。以不同形貌纳米金修饰的纸芯片作为传感基底,结合不同的信号放大策略,构建了两种纸基电化学生物传感器,实现对多种目标物的简单、快速、高灵敏检测。本文主要开展了以下三个方面的研究工作:(1)通过改变还原剂的种类等实验条件对金纳米材料的结构进行有效地调控,成功在纸纤维上原位生长了多孔的金纳米粒子和三角状金纳米片,实现了纸芯片的全方位导电。此外,纳米材料大的比表面积也增大了纸芯片的实际电活性面积,为生物分子的固定提供了更多的活性位点。(2)以多孔金纳米粒子修饰的纸芯片作为传感基底用以固载生物活性分子;合成一种新型的纳米酶环糊精修饰的金纳米粒子,该纳米酶同时具有类葡萄糖氧化酶和类辣根过氧化酶的双酶活性,将其替代传统天然酶用于电化学生物传感器的构建可以有效提高传感器检测的灵敏度和稳定性;通过设计一个癌胚抗原引发的三明治免疫夹心反应和一个前列腺特异性抗原诱导的多肽切割反应,从而实现对目标物的高灵敏检测。(3)以三角状金纳米片修饰的纸芯片作为电化学基底,再借助核酸外切酶引发的目标物的循环扩增反应,可实现对锰超氧化物歧化酶基因灵敏的电化学检测;纸具有非常好的可设计性与可折叠性,利用刀刻技术以及蜡打印技术,在纸芯片上设计不同的流体通道,实现对工作区的多次清洗,构建集清洗与检测于一体的纸基电化学生物传感器。