在过去的几十年中,电化学生物传感器作为一种新兴的检测方法有了飞跃式的发展。电化学生物传感器将电化学分析方法的灵敏度和生物组件的高选择性结合在一起,无须专业操作人员和昂贵的分析仪器,提供了一种迅速、低成本并且操作简易的检测方法。为了进一步简化电化学生物传感器的构建和检测步骤,本论文设计研发了两种无信标试剂添加、免标记电化学生物传感器,在简单的一步电化学聚合过程之后便可用于大生物分子(蛋白质)或小分子有机物(内分泌干扰物)的检测,并且具有高度的灵敏性和选择性。本论文的具体内容如下(1)介绍了电化学生物传感器的工作原理和发展近况,包括电化学生物传感器的构成组件和多种测量模式,以及导电聚合物在生物传感中的应用,尤其是基于5-羟基-1,4萘醌(胡桃醌,juglone)聚合物的电化学生物传感器。(2)设计研究了由多肽修饰的胡桃醌衍生物(AVPFAQK(JugAcid)G,JP)所构建的无信标试剂添加、免标记的电化学生物传感器,用于检测癌症标志物蛋白XIAP的BIR3结构域。由电化学聚合方法固定在电极表面的共聚物薄膜(Jug-co-JP)性质非常稳定,并且在PBS中显示出了良好的电化学活性。待测物XIAP-BIR3通过多肽AVPF对其的特异性识别而稳定结合在共聚物/溶液界面上,并且产生巨大的表面位阻,影响了导电高分子层中醌基电子转移,导致电信号减弱。实验结果显示,电流的变化与lg([XIAP-BIR3])有良好的线性关系,并且对)IAP-BIR3的检出限为1nM (13ng mL-1)。向体系中加入八肽AVPFAQKG后,结合在聚合物表面的XIAP-BIR3可以被八肽置换出,导致电流的增强。此检测体系的特异性由一个经过简单修饰而失去对待测物亲和力的多肽(Ac-AVPFLG)和与体系无关的多肽(谷胱甘肽)来进一步验证,结果显示,这两种多肽均不能引起信号的回升。本部分工作涉及多肽序列设计、保护基团选择、有机合成条件、与靶蛋白的结合活性研究等非放射性实验,在研究电化学生物传感器的同时也为放射性同位素对多肽的标记得到了有价值的结果与数据,积累了相关经验,为癌症XIAP-BIR3的多肽靶向放疗药物设计、合成提供参考。(3)研究了由胡桃醌衍生物(JugBPA)所构建的无信标试剂添加、免标记的双酚A免疫传感器。通过与BPA抗体的结合,此传感器能够高效地检测双酚A。方波伏安法可检测到BPA抗体结合在界面上而引起的信号降低以及BPA添加导致的信号回升。此电化学免疫传感器不仅具有高灵敏度(2pgmL-1),还显示了对于类似化合物(双酚A二甲基丙烯酸酯和邻苯二甲酸二丁酯)的高选择性。此电化学免疫传感器模型操作便捷、成本低,在环境监测、食品安全控制等方面具有广阔的应用前景。