近年来,癌症成为人类死亡的主要原因之一。其病情在初期较难发现,而一旦发展到中晚期阶段,由于癌细胞扩散和变异,病情的治愈也更加困难。因此,研究和发展癌症的早期检测手段至关重要。然而,现阶段一些常见的癌症检测手段,如血清学检查、PCR检测等,检测费用昂贵、耗时长,并且大部分检测操作需要专业人员培训后方可执行,否则容易由于操作不够精准而造成错误的检测结果。对于实验室研究常用的光学检测手法,如荧光检测、表面增强拉曼散射图谱检测、表面等离子体光学检测等检测手段也存在着一些不足。因此,寻找更加方便、可即时检测的传感技术成为了现在研究的主流方向。另一方面,实现癌症的早期检测还面临着检测物浓度低的困难,很多有效的癌症生物标志物在癌症初期浓度较低,而一些检测手段本身的灵敏度不够,因此增大了检测难度。在缺少靶标分子扩增和信号放大步骤时,这些靶标可能会由于浓度太低而误诊或无法检测到。因此,为了解决选择性和灵敏度的问题,各类检测手段都需要引入新型扩增技术或信号放大策略以改善传感器的性能。电化学生物传感技术有操作简单、背景信号低、灵敏度高以及易微型化的特点,是一种可替代现有技术、拥有良好应用前景的诊断方法。同时在产业化方面,电化学生物传感也有一些实际的运用。将电化学生物传感技术与多种扩增技术和信号放大技术结合,不仅能使电化学传感器在特定的还原电位下测量到较强的电化学信号,同时在复杂的生物样本出现较多干扰物质时,仍可以实现被测物的信号放大过程,从而提高检测灵敏度和选择性。在本文中,我们首先介绍了依靠核酸扩增技术实现信号放大的电化学传感器,后面两章内容则是将电化学生物传感技术与信号放大技术相结合,设计了基于信号放大策略检测肿瘤标志物的电化学生物传感器。主要研究内容如下:1.设计一种基于空穴传输材料(HTM)吩噻嗪(PTZ)增强阴极光电信号的酶促生物传感器。首先,通过电镀方法将铜氧化合物纳米锥(Cu_xO NPs)组装到电极上,再将PTZ改性后的硒化镉量子点(Cd Se QDs)修饰在Cu_xO NPs上。与普通的Cd Se QD相比,PTZ改性后量子具有更好的光电性能。夹在Cd Se QDs和Cu_xO NPs之间的PTZ可以快速提取空穴,从而增强阴极光电流。随后,将肌氨酸氧化酶(SOx)固定在电极表面,SOx与检测物肌氨酸发生酶促反应消耗氧气,与检测肌氨酸所需的氧气竞争,使光电流降低。2.设计一种基于熵驱动DNA纳米步行器的信号放大策略用于构建参比型micro RNA(mi RNA)电化学传感器。该传感器通过核酸序列的巧妙设计,构建了一种以待测mi RNA引发DNA纳米步行器实现信号扩增。同时在设计过程中加入参比信号,以亚甲基蓝信号作为内参,二茂铁信号为检测物信号。在目标识别后,二茂铁信号下降,亚甲基蓝信号不变,由此构建RNA含量与电化学信号之间的函数关系,实现mi RNA的灵敏检测。