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针对常规传统单一组成金属催化剂催化活性不高、抗中毒能力差、价格高昂等亟待解决的难题,本论文设计并优化构筑了系列双金属纳米晶电催化剂,开展了基于电化学传感器的生物小分子高灵敏检测研究。重点研究了双金属的组成以及纳米晶的结构等对电化学催化性能的影响,系统研究了双金属纳米晶催化剂在电化学检测过程中的敏感机制等,据此开发出了针对氨基甲酸酯农药、多巴胺以及前列腺癌标志物AMACR检测的系列生物传感器,具有良好的学术价值和潜在的应用前景。主要研究内容与结果包括:（1）基于AuxRh1-x合金纳米晶开展了对氨基甲酸酯类农药的无酶、直接特异性检测研究。本章合成了具有元素组成可调的AuxRh1-x合金纳米晶,并用于氨基甲酸酯类农药的电催化氧化。与其它AuxRh1-x样品、单一金属纳米晶以及单金属Au和Rh纳米晶的混合物相比,研究结果表明组成为Au42Rh58的样品对氨基甲酸酯类农药的电催化活性最高。以西维因为例,Au42Rh58纳米晶在不使用乙酰胆碱酯酶（ACh E）、胆碱酯酶（Ch E）或其它生化识别分子的情况下,可实现对纳摩尔每升浓度级别的西维因的检测。此外,糖类、氨基酸、金属离子、有机磷农药等常见物质对氨基甲酸酯类农药的检测干扰很小。相关的检测机理研究表明:氨基甲酸酯类农药在强碱的环境下可通过单分子消除共轭碱（E1c B）反应水解产生酚类化合物;这一典型特征是Au42Rh58纳米晶能够对其进行特异性响应的主要因素。研究结果表明,Au42Rh58合金纳米晶具有较高的电催化活性和良好的选择性,是检测痕量氨基甲酸酯类农药的理想传感材料。（2）本章研究发现,在ZIF-90晶体表面修饰Pt Rh双金属合金纳米催化剂可以有效降低电催化多巴胺的反应势垒,从而有效提高其电化学传感效率。在修饰得到的ZIF-90/Pt Rh复合纳米材料中,ZIF-90骨架中的咪唑-2-甲醛（ICA）配体的游离醛基可以对多巴胺实现特异性捕获,并且其表面附带的负电荷也易于通过静电作用吸附多巴胺分子;以上特性使得ZIF-90对多巴胺具有良好的选择性。进一步修饰了Pt Rh纳米晶,并调控Pt和Rh的原子配比为41:59时,可获得对多巴胺响应较高的电化学信号。在复合纳米材料体系中,ZIF-90晶体和Pt Rh合金纳米晶之间的协同作用使得其对多巴胺具有较低的检测下限（1 n M）和良好的特异性。同时,使用制备的传感器对牛血清白蛋白（BSA）缓冲液中多巴胺的测定结果表明,所开发的Pt41Rh59/ZIF-90纳米复合材料在实际生物样品中也具有较好的检测效果。（3）面向前列腺癌早期筛查与快速诊断需求,本章以二元金属纳米晶为关键敏感材料,构建了一类新型的电化学检测体系,开展对前列腺癌标志物AMACR的痕量、特异性检测,结合印刷电子技术,开发出一种新型的可抛弃式电化学传感芯片。通过电化学检测实验,研究了各类生物分子在敏感材料表面的竞争吸附以及催化敏感规律,对二元金属纳米晶敏感材料实现了高效筛选。以AMACR参与的酶促反应为基础,探索了催化材料对AMACR参与酶促反应产物的电化学敏感机制。以优化的敏感材料制作印刷电子浆料,研究了具有合适导电性、粘度和材料分散度以及较强基底附着力的“墨水”配制方法。采用印刷电子技术,在廉价的柔性基底上批量制造适用于医疗检测的电化学传感芯片,在成分复杂的生物样本中对痕量AMACR实现超灵敏检测。烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的还原态（Nicotinamide adenine dinucleotide,NADH）是人体内存在的另一种重要的酶,其在癌细胞中也呈现异常表达,可以作为前列腺癌的第二个标志物用来验证对AMACR的检测结果,所得到的结果有望对前列腺癌简单快速并且无损伤检测提供新方法。