电化学生物传感器以易于操作、成本低、检测灵敏等突出的优势,在食品安全、环境监测、以及疾病的早期诊断等多个领域有着广阔的应用前景。但是通常它们需要在较复杂的生物环境(血清、全血、尿液等)中检测生物标志物,而这些生物标志物(特异性蛋白质)相较于大量共存的背景物质(如细胞、蛋白质、核酸等)来说,其浓度往往很低;这不仅对传感器检测灵敏度要求很高,并且严重的非特异性吸附还可能导致传感器失效,无法正常工作。因此,研究开发具备优异抗污染性能的生物传感器是十分有必要的。本论文设计了一系列多功能多肽结合导电材料修饰电极所构建的抗污染传感界面,实现了在复杂生物体系中对目标物的特异性识别,有效拓展了生物传感器在临床实际样品分析中的应用。本论文主要内容如下:(1)基于α-氨基异丁酸修饰多肽构建高稳定性抗污染电化学生物传感器检测IgG。基于α-氨基异丁酸(Aib)修饰所设计的多肽,提出了一种用于血清中生物标志物检测的低污染电化学生物传感器的构建策略。设计的Aib-多肽不仅具有抗污染性能,而且由于肽段中Aib氨基酸的修饰,使得多肽的稳定性得以提高;即使有蛋白酶的存在下,也可以在一定的时间内有效的抵抗其水解。为了构建电化学生物传感器,在传感界面上修饰了两种生物素标记的Aib-多肽:一种是含半胱氨酸的末端,便于固定在金纳米颗粒修饰的电极上;另一种是人免疫球蛋白G(IgG)识别肽序列,便于与目标物IgG特异性结合寻找更多,两者通过链霉亲和素-生物素之间的亲和作用进行自组装连接。由于肽段中Aib氨基酸的修饰,多肽和构建的生物传感器具有良好的抗污染性能和抵抗蛋白酶水解的稳定性。此外,基于Aib-多肽构建的生物传感器具有较低的检出限(29.5 pg mL-1)和较宽的线性范围(100 pg mL-1-10μg mL-1),能够以令人满意的准确性和可靠性用于临床人类血清中的IgG的检测。该策略为基于功能多肽构建稳定性抗污染电化学生物传感器提供了新的途径。(2)基于设计功能多肽和聚乙二醇两种抗污染材料构建高效抗污染电化学生物传感器检测人表皮生长因子受体-2。基于聚乙二醇(PEG)和功能多肽,构建了一种低污染电化学测定乳腺癌生物标志物人表皮生长因子受体-2(HER2)的传感平台。HER2生物传感器首先以导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)和金纳米颗粒(AuNPs)对电极进行修饰,进一步将抗污染材料聚乙二醇和具有识别、抗污染性能的一体化biological nano-curcumin的功能多肽分别固定到电极上。由于PEG和多肽的协同抗污染作用,以及多肽对目标物HER2的特异性识别能力,所研制的电化学生物传感器在人体血液和血清等复杂生物流体中均表现出较强的抗污染性能,能够在较宽的线性范围内(1.0pgmL-1-1.0 μg mL-1)实现对HER2的灵敏检测,且检测限极低(0.44pgmL-1)。PEG和多肽两种抗污染材料的结合,为开发适用于复杂生物环境中实际应用的低污染传感平台提供了有效借鉴途径。(3)基于多肽修饰聚乙二醇掺杂导电聚合物PEDOT构建抗污染电化学生物传感器检测细胞外蛋白调节激酶-2。激酶是重要的癌症生物标志物,通常是基于磷酸化多个底物蛋白来调节细胞生理过程,但是基于催化活性进行激酶检测的生物传感器缺乏良好的选择性。由此我们提出了一种基于特异性相互结合作用来检测激酶的电化学方法。将生物相容性好、易于修饰的PEG作为掺杂剂与导电聚合物PEDOT共沉积在电极表面,并固定多功能多肽,构建了抗污染电化学生物传感器。由于导电复合材料(PEDOT-PEG)具有纳米结构、大的比表面积以及优异的稳定性,为多功能多肽的固定提供了丰富的结合位点,为实现细胞外蛋白调节激酶-2(ERK2)的检测打下良好基础。本研究所设计的传感器在复杂生物环境中能够高选择性的识别生物标志物ERK2,具有较宽的检测范围(10.0 pg mL-1-10.0 μg mL-1),较低的检测CSF-1R抑制剂限(3.548 pg mL-1)。基于多肽修饰导电复合材料PEDOT-PEG所构建的ERK2生物传感器,在临床环境检测中具有较为广阔的应用前景。