金属-有机框架材料（Metal-Organic Frameworks,MOFs）和共价有机框架材料（Covalent organic frameworks,COFs）由于具有较高的孔隙率和较大的比表面积、特殊的拓扑结构、高度的内部结构规则性及独特的电化学性能等特点,在电化学方面表现出极高的潜在应用价值。但传统制备MOFs和COFs方法复杂,且多将MOFs或COFs作为标记材料,过程繁琐,从而限制了它们在电化学传感器中的应用。本论文通过电化学方法和原位自组装方法,在电极表面生长电活性MOFs和COFs材料,并将其作为电化学传感平台,结合生物免疫反应、适配体亲和反应和酶剪切技术,构建了三种用于新型简便、快速、灵敏的免标记型电化学传感器分别用于肝癌特异microRNA和心肌肌钙蛋白（cTnI）的检测。主要研究工作如下:（1）以硝酸铜（Cu（NO₄）₃）和2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯（HHTP）为反应原料,分别采用时间-电流法（i-t）和循环伏安法（CV）,通过两步电沉积法在玻碳电极（GCE）表面原位生长电活性MOF—铜-六羟基三亚苯（Cu-HHTP）,并将其用于ExoⅢ酶辅助循环信号放大的microRNA-21（miRNA-21）均相电化学传感检测。当探针DNA和目标miRNA-21反应生成双链后,ExoⅢ剪切酶从3’平末端剪切探针DNA,形成大量核苷酸单体,释放出miRNA-21继续结合其它未结合的DNA探针进行目标物的循环放大。而这些单体作为小分子嵌插进入Cu-HHTP材料的孔洞中,引起传感界面微环境的变化及相应的电子转移扰动,造成材料电化学信号降低,从而实现对肝癌标志物miRNA-21的免固定免标记超灵敏检测。通过X射线能谱分析（EDS）,扫描电子显微镜（SEM）,拉曼光谱,衰减全反射-傅里叶红外光谱（ATR-FTIR）对修饰电极界面制备过程进行了表征,结果显示,传感器已被成功构建。传感电化学分析实验结果表明,Cu-HHTP电化学信号与目标miRNA-21在0.01 fM到10 nM浓度范围内呈现良好的线性关系,检测限可达4.5 aM,检测灵敏度高,这主要是由于Cu-HHTP具有丰富的电化学活性位点,信号输出强度较强,检测过程中利用了其自身电化学信号的变化完成对目标miRNA-21的监测,不仅实现了电活性信号的免标记,而且提高了检测的灵敏度,此外,其较大的比表面积和较高的孔隙率提高了核苷酸单体的吸附容量,传感器的检测灵敏度得到了进一步的提高。因此,将MOF作为传感界面,传感器的检测性能优异,实现了对肝细胞癌生物标志物的超灵敏检测,为疾病的提早发现,提早治疗提供了可能。将传感器应用于血清实际样品的检测,回收率为97%¹05%,表明该传感策略具有实际临床应用价值。（2）以硝酸铜（Cu（NO₄）₃）和2,5-二羟基对苯二甲酸（DHTA）为反应原料,分别采用时间-电流法（i-t）和循环伏安法（CV）,通过两步电沉积法在多壁碳纳米管（MWCNT）修饰的玻碳电极（GCE）表面原位生长电活性Cu-MOF-74,并将其用于由ExoⅢ酶和DNA walker辅助循环放大的Has-circ-0005075（HcircRNA）均相电化学传感检测。当目标HcircRNA存在时,HcircRNA竞争结合DNA2,形成HcircRNA-DNA2复合链,DNA1得到释放,碱基完全暴露,与DNA3发生杂交链反应,形成双链,当溶液中存在ExoⅢ酶时,ExoⅢ酶从HcircRNA-DNA2和DNA1-DNA3的3’平末端进行剪切,形成大量核苷酸单体,DNA1和HcircRNA得到释放,进一步结合其它未配对的DNA2和DNA3,进行目标物的循环放大,实现DNA步行器的循环放大过程。电极表面的多孔Cu-MOF-74材料通过孔洞包容作用高效吸附这些核苷酸单体后,引起传感界面微环境的变化及相应的电子转移扰动,造成修饰电极电化学信号的降低,从而实现对肝癌标志物HcircRNA的免固定免标记超灵敏检测。SEM、ATR-FTIR等表征实验表明Cu-MOF-74在电极表面成功合成。传感分析实验结果显示,该线性检测范围为0.1 fM到10 nM,检测限为38 aM,检测灵敏度高,这主要是由于Cu-MOF-74具有丰富的电化学活性位点,信号输出强度较强,检测过程中利用了其自身电化学信号的变化完成对目标HcircRNA的监测,不仅实现了电活性信号的免标记,而且增加了检测的灵敏度,此外,其较大的比表面积和较高的孔隙率提高了核苷酸单体的吸附容量,传感器的检测灵敏度得到了进一步的提高。因此,将MOF作为传感界面,传感器的检测性能优异,实现了对肝细胞癌生物标志物的超灵敏检测,为疾病的提早发现,提早治疗提供了可能。我们将所构建的传感器应用于血清实际样品的检测,回收率为96%¹03%,且该传感器表现出良好的选择性,重现性和稳定性。（3）通过液相合成装法制备了具有良好电化学活性的新型二茂铁基共价有机框架HHTP-BFc材料,利用材料对心肌肌钙蛋白适配体（TSA）的高效吸附作用,成功构建了新型免标记肌钙蛋白I（cTnI）电化学传感器。首先利用二茂铁硼酸（BFc）上的硼酸基团（-B（OH）₂）与HHTP上的邻位羟基（-OH）之间的配位自组装作用合成了电活性COF（HHTP-BFc）,然后通过HHTP-BFc复合物中HHTP未参与共价键合的-OH与电极表面对巯基苯硼酸（BA）的硼酸基团反应,从而实现了COF在修饰电极上的固定。进一步利用TSA与COF的吸附作用,将TSA非共价固定在材料孔洞中,从而引起COF中电活性二茂铁单元的电子扰动,电化学信号减小。当cTnI与电极表面的适配体发生特异性亲和反应后,TSA构型发生改变,从电极表面脱落,使得COF电极表面信号恢复,从而实现对cTnI的检测。采用SEM,ATR-FTIR,EDS,X射线衍射（XRD）和原子力显微镜（AFM）对修饰电极进行了表征,结果证明,传感器已被成功构建。电化学分析结果表明,该传感器能够快速灵敏检测cTnI,检测线性范围为10 fg/mL到10 ng/mL,检测限为2.6 fg/mL,检测灵敏度高,这主要是由于HHTP-BFc具有丰富的电化学活性位点,信号输出强度较强,检测过程中利用了其自身电化学信号的变化完成对目标cTnI的监测,不仅实现了电活性信号的免标记,而且提高了检测的灵敏度,此外,其较大的比表面积和较高的孔隙率增加了TSA的负载量,提高了cTnI的吸附容量,因此,将COF作为传感界面,传感器的检测性能优异,实现了对心脏生物标志物的超灵敏检测,为疾病的提早发现,提早治疗提供了可能。将传感器应用于血清实际样品的检测,回收率为97.2%¹02.9%,且该传感器表现出良好的选择性,再生性,重现性和稳定性。