电化学生物传感器旨在定量产生与分析物浓度有关的电信号而将电化学技术应用于生物学过程,检测超低浓度的分析物时提高灵敏度和选择性是生物传感器研究领域的核心问题。高灵敏度的实现是对识别分析物这一事件与所输出信号强度的放大,故而开发了许多信号放大策略。其中,基于聚合反应的信号放大技术是检测分子识别事件的主要方法,例如聚合酶链反应（polymerase chain reaction,PCR）作为一种体外核酸扩增技术对所要研究的目的基因或某一DNA片段能够使用肉眼进行观察和判断。近年来,由目标物所引发的聚合反应辅助信号放大策略已被开发为一种新型的生物传感机制,长链聚合物材料的使用增加了输出信号的强度,进而直接将识别分析物这一事件转换为可测量的物理信号,提高了检测的灵敏度和选择性。该策略是在识别事件发生前先将引发剂结合到生物大分子上,识别事件后再发生原位聚合,由于产生的聚合物足够大,可以用肉眼监测到,或者能够通过信号分子的附着直接改变原材料的光学和电化学性能,产生了易于从背景中分辨出来的信号。生物传感器中常见的生化识别元素有:生物素-亲和素、抗原-抗体、DNA双链等。但它们具有数量少、成本高、保质期短和易变性等缺点。针对这一问题,由分子印迹技术合成的分子印迹聚合物（molecularly imprinted polymers,MIPs）作为识别元素来模拟天然分子识别事件。MIPs是一种性质稳定,在如有机溶剂、高温等较苛刻的条件下仍能保持较好识别能力的新型高分子材料,能够有效规避天然识别过程中产生的高成本和环境敏感性问题。电聚合由于其具有制备简单、可以使用不同形状/大小的材料以及能控制膜厚度的优点而作为制备MIPs膜的方法。本文将电聚合的分子印迹聚合物（electro-polymerized molecularly imprinted polymers,E-MIPs）作为一种人工接受器替代天然生物分子接受器来发生特异性分子识别事件,以提高传感器的选择性和稳定性,并降低制作成本。本论文将上述分子印迹聚合物膜和聚合反应辅助信号放大两种策略相结合,分别制备了茶碱和唾液酸印迹的电化学仿生传感器。表面引发原子转移自由基聚合反应（surface-initiated atom transfer radical polymerization,SI-ATRP）是一种可逆失/致“活”技术,其表面接枝聚合物的生长可以直接用原子力显微技术（atomic force microscopy,AFM）监测。与基于天然识别事件触发聚合反应辅助信号放大的传感器相比,该方法既在一定程度上避免了其缺点,也具有检测限低、检测范围广、成本低廉、稳定性好等优点。具体工作如下:1.基于聚合反应辅助信号放大技术的茶碱分子印迹传感器的研制以噻吩-3-乙酸为功能单体,以茶碱为模板分子,以电聚合分子印迹聚合物膜为茶碱的人工接受器,并对其制备条件加以优化。结果表明所得聚合物膜印迹效果显著。通过该人工接受器对引发剂-茶碱复合物的特异性识别作用而将其固定在电极表面并触发SI-ATRP,丙烯酰胺（acrylamide,AM）作为链生长单元,通过AFM技术对聚丙烯酰胺（polyacrylamide,PAM）的原位生长情况加以监测,结果表明所得聚合物链在一定的时间内具有可控性。PAM为电化学标签吩噻嗪磺酸钠（sodium phenothiazine sulfonate,PTZ-343）的附着提供了大量的结合位点,从而提高了灵敏度。所研制的传感器具有较低的检测限(1.1×10-11M),较宽的检测范围(0.3×10-10-0.3×10-4 M),优异的选择性、重现性和稳定性。2.基于聚合反应辅助信号放大技术的唾液酸分子印迹传感器的研制以邻苯二胺为功能单体、唾液酸为模板分子而制备出的电聚合分子印迹聚合物膜为人工接受器,并以印迹因子为衡量指标对印迹条件加以优化,以结合容量评价了其对唾液酸的适用性能,结果表明该人工接受器的再结合性能优异。再结合反应之后,SI-ATRP的引发剂与唾液酸反应使其在原位固定,以甲基丙烯酸缩水甘油酯（glycidyl methacrylate,GMA）作为链生长单元并引发聚合反应。聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（polyglycidyl methacrylate,PGMA）的生长导致电化学标签氨基二茂铁（aminoferrocene,Fc NH2）的大量偶联,并通过X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）分析和AFM等技术对该聚合物的制备及生长情况加以表征,结果表明PGMA的成功制备及其生长的可控性。所提出的电化学仿生传感器具有优异的电化学分析性能,线性范围为1×10-8-1×10-3M,检出限为5.2×10-9 M。