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随着临床细菌感染的日益加重和耐药细菌的层出不穷,细菌的快速灵敏检测尤为重要。另一方面,新型纳米材料的不断开发利用推动了细菌检测、抗菌的新篇章。临床上也在不断地采纳新材料实现生物标志物的快速速灵敏检测以及POCT领域的快速发展。另外,细菌自身特有结构也为细菌的快速灵敏检测提供了宝贵资源。本论文整合临床检验诊断学、材料科学技术及生物分析化学等学科的最新研究成果,基于电化学和电化学发光平台,以开发新型纳米材料在细菌特有结构上的深入利用为切入点,构建了一系列的无酶细菌检测生物传感器,为病原微生物的快速、灵敏、广谱检测提供了新的研究思路。本研究主要包括以下三个部分:1基于二硫化钼-铂纳米-万古霉素的金黄色葡萄球菌ECL分析方法研究基于金纳米粒子（AuNPs）和hemin作为S2O82-/O2电化学发光（ECL）系统的可再生增强底物,利用MoS2-PtNPs作为猝灭剂,构建了一种用于金黄色葡萄球菌（S.aureus）检测的“开关”式高灵敏ECL适体传感器。在本研究中,AuNPs不仅可以增强电极导电,而且可以通过LSPR效应增强过硫酸体系的电化学发光强度。同样,hemin也可以通过自身的氧化还原增强过硫酸体系的电化学发光,增强效应促使传感器达到“开”的状态。MoS2-PtNPs-Vancomycin通过结合青霉素结合蛋白结合到S.aureus的表面,MoS2通过消耗中间产物OOH?发挥猝灭作用。ECL强度与S.aureus浓度在1.5×1021.5×108 CFU/mL范围内的对数呈线性关系,检测限为28 CFU/mL。此外,本方法可用于尿液样本中S.aureus的检测。因此,该方法可能成为医学研究和早期临床诊断中细菌检测的潜在应用工具。2基于肽聚糖和铂镍铜纳米立方的革兰阳性细菌的电化学分析方法研究本研究以开发细菌自身特殊结构的潜在应用价值为前提,整合革兰阳性细菌肽聚糖结构和金属纳米立方体的优点,构建了免二抗、无酶、快速的细菌电化学检测新方法。首先,铂镍铜纳米立方体的自身电化学特性及类过氧化物酶作用在本研究中充分得到利用。其次,本研究旨在开发利用革兰阳性细菌肽聚糖结构的特殊功能。肽聚糖具有交织的网状结构且具有一定的粘附功能,易于和纳米平面牢固结合。铂镍铜纳米立方体具有相对均匀且水平的界面,二者的结合使立方体牢固停留在肽聚糖网状结构中。本方法在1.5×102-1.5×108 CFU/mL的检测范围内具有良好的线性关系,并且具有良好的分析性能(最低检测限:42 CFU/mL。该方法即充分发掘利用了细菌自身特殊结构的潜在应用价值,又为临床病原微生物的检测和POCT提供了新的技术支持。3基于海胆状金纳米的细菌ECL广谱分析方法研究本研究创新性的利用AgNPs的LSPR作用增强过硫酸系统的电化学发光强度。另外,海胆状金纳米不仅可以利用自身的物理结构穿刺细菌,而且可以在一定程度上利用LSPR作用促进过硫酸系统的电化学发光。海胆状金纳米和AgNPs的电化学发光双重增强作用使电化学发光强度达到顶峰。当细菌加入后,迅速被SAuNPs表面的棘刺状结构刺破并牢固结合,细菌在电极表面的聚集会阻挡电子在电极表面的转移,从而猝灭电化学发光。本实验简单快速,30 min内可实现细菌的检测,且可以实现广谱的检测,对S.aureus和E.coli均可以实现快速灵敏检测,在102-108 CFU/mL内实现了良好的线性检测,最低检测限达到52 CFU/mL。此外本传感器实现了在血清中细菌的快速检测。本传感器设计简单、检测灵敏,为细菌的广谱高效检测提供了科学前提。综上,基于电化学平台以及电化学发光平台,三种快速灵敏且无酶的生物传感器被成功构建。方案即开发利用了新型纳米材料的化学反应特性、模拟酶活性、特殊物理性质等功能特点,又深层挖掘了细菌自身的结构特性。此外利用新型纳米材料和细菌之间的相互作用使细菌检测相关的生物传感策略趋于简单化。本研究为临床病原微生物的快速灵敏检测提供了科学借鉴。