癌症在全世界范围内的发病率表现出逐年增高的趋势。早期筛查并发现无症状微灶肿瘤的有效途径之一是对肿瘤标志物的检测。前列腺特异性抗原（PSA）作为一种仅由前列腺产生的胞内糖蛋白,是临床筛查和诊断前列腺癌的理想肿瘤标志物。随着分析技术的发展,基于免疫化学的PSA检测方法已被广泛应用。由于免疫复合物的高稳定性和电化学方法对PSA检测的敏感性和选择性,电化学免疫传感器已成为检测PSA的有效工具。印刷碳电极（SPCEs）基于廉价、制备快速、不需要预处理、可批量化生产等优点,在小型电化学亲和生物传感器中的应用越来越广泛。在免疫传感器的设计和制备中,最核心的技术就是生物分子的固定化。利用不同的物理或化学策略对SPCEs表面进行修饰以进一步固定生物分子已成为科研工作者广泛研究的课题。目前,通常采取将不同性质的物质修饰在SPCEs表面对SPCEs进行功能化,进而固定生物分子的方法。此方法虽然可以满足不同类型的生物传感器,但是存在修饰过程复杂、耗时长、无法批量化修饰等缺点。本研究首先采用超声剥离法制备了具有高电子传递性能和良好生物相容性的石墨纳米片（CNSs）,并以1-芘丁酸（PBA）和聚乙烯亚胺（PEI）对CNSs进行功能化,得到PBA@GNSs和PEI@PBA@CNSs复合物。然后利用油墨的黏性将PBA@GNSs和PEI@PBA@CNSs复合物修饰在SPCEs表面,之后通过PBA的羧基及PEI丰富的氨基将抗体共价键合在SPCEs上。该方法简单、快速、可以批量化修饰SPCEs,并且利用PBA@GNSs和PEI@PBA@CNSs复合物的独特性质,构建具有功能化的生物传感活性界面,大幅度提高了免疫传感器的分析性能。最后采用库仑法同时测得背景电量和总电量,将总电量与背景电量的差值作为电信号量化PSA的含量。所构建的两种三明治夹心型电化学库仑免疫传感器成功实现了对PSA的准确测定。主要内容由以下三章组成:第一章绪论本章首先简单概述了 PSA的研究背景,介绍了目前PSA的检测方法与技术现状;其次对电化学免疫传感器进行了详细介绍,包括其基本原理、分类、设计策略、生物分子在SPCEs表面的固定化及其在PSA检测中的应用;接着对CNSs及其制备方法进行了概述;随后简单概述了芘衍生物和聚乙烯亚胺在电化学免疫传感器中的应用研究;最后,阐明了本论文的选题背景和研究内容。第二章基于剥离石墨纳米片-芘纳米结构修饰的印刷碳电极检测PSA的研究本章基于一步合成PBA@GNSs复合物修饰印刷碳电极构建一次性库仑型酶免疫传感器,用于检测PSA。首先采用超声剥离法,以PBA为表面活性剂,制备得到PBA非共价功能化的石墨纳米片复合物（PBA@GNSs）。然后将PBA@GNSs复合物撒在刚刷好的印刷碳电极表面,实现批量化修饰。之后用NHS/EDC活化PBA的羧基,PSA抗体通过羧基和氨基发生缩合反应形成酰胺键固定在电极上,接着再通过免疫特异性识别将PSA以及HRP标记的二抗结合到电极表面形成三明治免疫复合物。最后,添加底物H2O2,HRP催化H2O2分解过程与电沉积在免疫复合物上的电子介体PVI-Os之间形成电化学氧化循环,最终Os3+在电极表面得电子产生还原电量,还原电量与PSA浓度存在线性关系,成功实现了对PSA的检测。第三章基于PEI@PBA@CNSs复合物的库仑型免疫传感器用于PSA的超灵敏检测本章以PEI@PBA@CNSs复合物修饰的印刷碳电极为基体电极,制备了一种高灵敏的电化学免疫传感器用于PSA的研究。首先在第二章合成的PBA@GNSs复合物的基础上通过共价键合PEI,得到PEI@PBA@GNSs复合物。PEI作为氨基密度最高的聚合物,能够为免疫传感器提供更多的抗体结合位点,大大增加了捕获抗体的负载和电化学信号。接着将PEI@PBA@GNSs复合物撒在刚刷好的SPCEs表面,实现批量化修饰。然后以戊二醛作为交联剂将PSA抗体交联在修饰好的电极表面。采用三明治检测模式,当三明治复合物在电极表面形成之后,通过电沉积的方式在免疫复合物上沉积一层氧化还原大分子作为标记酶HRP的电子介体,最后进行库仑检测。总电荷和背景电荷的差值（Ct-2Cb）与PSA浓度在0.2-100 pg/mL存在良好的线性关系,检测限低至0.067 pg/mL（S/N=3）,成功实现了 PSA的超灵敏分析。