生物小分子是生命体的重要组成部分,对维持机体健康以及处理疾病等方面都有着重要作用。在正常的生命体态中,生物分子参与生物体的正常活动,然而,一旦生物体出现异常,这些生物分子的比例将会出现失衡,进而影响机体的正常运作。因此,如何灵敏以及准确地对生物分子进行分析和鉴定就显得尤为重要,但同时也存在挑战。近几年,随着各类电化学生物传感器被构建,一类基于电活性纳米材料的生物传感器正在引起人们的广泛关注。本文以贵金属银以及半导体铜氧化物在电化学方面的性质为导向,通过研究影响其电化学性质的因素,并利用其作为信标检测生物分子。主要工作如下:1.以电活性Au@Ag NPs为电化学标记剂,本文构建了一种新颖、巧妙以及超灵敏的手性电化学传感平台用于色氨酸异构体（D-Trp）检测。其主要原理是:D-Trp与Cu²⁺之间的强相互作用导致电活性Au@Ag NPs在电极上组装,产生强烈的从Ag氧化成Ag⁺的差分脉冲伏安法（DPV）信号;然而,相较于D-Trp,色氨酸（L-Trp）引发Au@Ag NPs低聚物在电极上的组装,产生的DPV信号较弱;利用这种不同的DPV响应信号从而能够灵敏且准确地对D-/L-Trp进行定量。此外,D-Trp的检测限（LOD）为1.21 pM,这种电化学手性传感器同时能够实现对映体过量的特定测定。与之前的报道相对比,电化学手性传感平台拥有灵敏度高、简洁性以及适用性强等优点;另外,这种靶标诱导的比色测定可以转化为电化学测定,用于超灵敏对映选择性手性鉴别领域中的双信号放大。2.本文设计制备了一种操作简单、测量准确的磁性电化学传感器Fe₃O₄@Au@Ag@Cu_xO NPs,用于D-氨基酸（D-AAs）的超灵敏手性识别。通过等离子体金属NP、半导体和磁性NP之间的共同作用使得多层Fe₃O₄@Au@Ag@Cu_xO NPs在-0.16 V下Cu⁺向Cu²⁺发生电子转移,从而产生尖锐的铜剥离峰信号。该信号强度高于Fe₃O₄@Cu_xO NPs和Fe₃O₄@Au@Cu_xO NPs信号强度约8.9和2.4倍,其主要是利用Au和Ag的协同作用,从而促进外壳电子发生转移。与此同时,D-AAs被D-氨基酸氧化酶（DAAO）催化产生H₂O₂,Cu_xO与H₂O₂进行自催化氧化反应从而诱导Fe₃O₄@Au@Ag@Cu_xO NPs的电化学信号减少。Fe₃O₄@Au@Ag@Cu_xO NP作为电化学信标在100 pM至10μM范围内实现对D-丙氨酸（D-Ala）灵敏且准确的对映选择性识别。该方案通过引入具有高电子转移效率的等离子体金属NP可以扩展到制造大量电活性标记,用于高灵敏度的可靠对映选择性识别。3.鉴于Cu₂O与硫化氢之间的氧化还原作用生成Cu₉S₈对电化学性质的影响,本文设计了一种以Cu₂O作为稳定电化学信标的传感器用于检测内源性H₂S。同时,在传感器中引入rGO/Fe₃O₄,该方法不仅改善了传感平台的电子传导速率而且简化了传感器的构建过程。利用XRD,TEM,XPS测试手段对Cu₂O与H₂S反应前后的元素以及形貌变化进行了表征。此外,与已有的MB法相比较,该电化学生物平台的检测限为230 pM,检测范围为500 pM-100μM。4.基于上章的研究结果,发现rGO/Fe₃O₄/Cu₂O具有稳定的电化学响应信号,且具备作为参比信号的基本特征。本文合成了一种具有有机聚合物外壳的Ag@RF NPs,在氨气和氧气氛围内,通过Ag与RF外壳之间的原位还原形成Ag纳米点,最后形成了Ag@RF-Ag NPs,并产生了稳定的电化学响应作为检测信号。PSA适配体与Ag@RF-Ag NPs通过-SH与Ag之间的强共价键作用连接在一起。同时,PSA适配体与石墨烯纳米层通过π-π堆集作用发生组装,形成的电化学传感器在扫描范围内出现了相互不影响的Cu₂O和Ag的阳极剥离峰。当加入PSA后,适配体与PSA具有更好的特异性结合,使得Ag@RF-Ag NPs从电极表面脱落。因此作为检测信号的Ag氧化峰电流随着PSA浓度增大而逐渐降低,而作为参比信号的Cu₂O信号保持不变。同时,构建的比率传感器具有更好的稳定性和准确性。