电致化学发光(ECL)是指通过通过施加一定的电压在电极表面产生一些特殊的物质,这些物质之间或与体系中其他组分之间通过电子传递形成激发态,由激发态返回到基态的一种光辐射。ECL生物传感器是将生物传感器与ECL技术结合而发展起来的。ECL生物传感器是应用电致化学发光技术检测生物活性物质的手段,它具有灵敏度高、背景信号低、成本消耗小及操作简易等优点。石墨烯具有良好的物理和电化学性能,层状的结构有利于电子的传输,呈现了优异的电化学特性。纳米材料由于比表面积大、导电性能好、生物活性高等特点在ECL生物传感器制备中起关键作用。利用石墨烯和纳米材料研制灵敏度高、选择性好,快速有效的ECL生物传感器有着重要的理论意义和实际的应用价值。本论文主要从以下几个方面开展研究工作：1.基于金纳米颗粒增强luminol的电致化学发光构建胆固醇传感器该工作基于金纳米颗粒催化luminol-H2O2这一发光体系的发光,构建传感器用于胆固醇含量的分析检测。首先,在玻碳电极的表面修饰上一层L-半胱氨酸还原的氧化石墨烯复合材料；然后,将金纳米颗粒通过自组装的方式修饰到复合材料上面；随后,滴涂上胆固醇氧化酶(ChOx)即制备了一个新型的胆固醇生物传感器。用循环伏安和AFM技术对电极的制备过程进行了表征。实验的结果表明金纳米颗粒的使用不仅能增强ChOx的固载量,而且由于金纳米颗粒良好的导电性可以增强luminol的发光,从而有利于胆固醇含量的检测,缩短传感器的响应时间。在最优实验条件下,该传感器传感器的响应信号与胆固醇的浓度在3.3μmo1.L-1～1.0mmo1.L-1范围内呈现良好的线性关系,检出限是1.1gmo1.L-1(S/N=3)。此外,利用该方法制备的传感器具有良好的重现性,稳定性和选择性。基于ECL的优越性,ECL生物传感器在未来生物分析和临床方面有着潜在的应用。2.基于氧化铈-石墨烯复合材料增强luminol的电致化学发光构建胆固醇传感器首先制备氧化铈-石墨烯(CeO2-graphene)复合材料,然后将制备的CeO2-graphene纳米复合材料进行扫描电子显微镜(SEM)表征。该复合材料比表面积大且具有催化性能。我们以CeO2-graphene为基体制备了胆固醇电致化学发光生物传感器。运用原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)对电极的修饰过程进行了研究。制备好的电极上面的ChOx催化底液中的胆固醇产生H202。将CeO2-graphene复合物作为催化剂,催化luminol-H2O2体系的电致化学发光反应,显著增强催化放大光信号,从而提高检测灵敏度。在最优条件下检测胆固醇,其线性范围为12μmo1·L-1-7.2mmo1·L-1,检测限为4.0μmo1·L-1(S/N=3)。CeO2-graphene复合物给ChOx提供了一个很好的生物兼容环境,保持了酶的活性,从而增长了生物传感器的寿命。3.基于hemin-石墨烯复合材料用于构建电致化学发光胆固醇传感器Luminol-H2O2发光体系已经被广泛应用于生物分析和免疫分析,其中大多数是利用luminol的阳极峰光信号来检测物质,而利用阴极峰的光信号来检测的则很少。制备hemin-石墨烯(hemin-graphene)纳米复合物,并用扫描电子显微镜(SEM)来进行表征。该纳米复合物用于固载ChOx构建传感器。当在检测底液中加入胆固醇时,胆固醇在ChOx的催化作用下在电极表面原位产生H2O2, hemin-graphene进一步催化luminol-H2O2的反应,从而使胆固醇传感器表现出优良的性能。这一方案成功利用了luminol的阴极峰来检测胆固醇。同时hemin-graphene催化luminol的发光反应,放大反应信号。