电化学发光（ECL）技术具有灵敏度高,背景信号低,操作要求低和光学设置简单等优点,在分析传感领域引起持续的关注与研究。作为分析检测中灵敏度较高的一种手段,ECL技术近年来被广泛应用于生命科学方面的探究。目前研究人员用于提高ECL对靶标分析灵敏度的方法可归纳为以下两点:（1）探索新型的ECL材料以提高其发光强度;（2）结合信号放大策略实现对目标物的有效响应。因此,本论文开发新型基于鲁米诺的复合材料作为ECL发射体并结合高效的DNA纳米机器核酸信号放大策略实现对肿瘤靶标的灵敏检测。以下为论文的几个主要部分:第1章简要概述了电化学发光技术,详细介绍了电化学发光几种不同类型的反应原理及应用。本章对部分核酸检测方法的发展及其在电化学发光生物传感器中的应用作了评述。此外,本章还介绍了以鲁米诺为发光材料构建的生物传感器对micro RNA-21检测的相关工作。第2章基于氨基修饰的3,4,9,10-苝四羧酸二酐/鲁米诺（PTC-NH₂/Lu）纳米复合材料和双足DNA步行器信号放大策略构建了ECL生物传感器实现对micro RNA-21（mi RNA-21）的超灵敏检测。PTC-NH₂/Lu纳米复合材料通过π-π堆积分子组装方法制备并作为信号标签,其中PTC-NH₂作为新型的共反应促进剂显著增强了鲁米诺-过氧化氢体系的ECL信号强度。此外,目标mi RNA-21触发产生的双足DNA步行器可以通过支点链置换反应（TSDR）对信号进行有效的放大。因此,本工作中制备的ECL生物传感器实现了对mi RNA-21的超灵敏检测,其检测的线性范围为100 amol/L到100 pmol/L,检测限为33 amol/L。同时,该生物传感器还成功应用于检测人体癌细胞裂解物中的靶标mi RNA-21。从结果可以看出,这项工作不但构建了一个新的信号放大平台而且其在生物医学分析和早期临床诊断中展现了巨大的应用潜力。第3章通过将鲁米诺和二硫化钼量子点（Mo S₂ QDs）同时固定在金属有机骨架ZIF-8中,制备了带正电荷的纳米复合材料Lu/Mo S₂ QDs@ZIF-8,其中鲁米诺和Mo S₂ QDs分别作为发光体和共反应促进剂参与ECL过程。ZIF-8中丰富的金属离子被证明是相对独立的反应位点与鲁米诺配位。同时,ZIF-8中分布的空腔骨架为嵌入Mo S₂ QDs提供了狭窄但密集的空间。因此,纳米复合材料能够固载大量的发光体和共反应促进剂于ZIF-8骨架中。在施加电压的情况下会有更多的超氧阴离子自由基(O₂^·-)生成并与鲁米诺反应。另外,带正电的纳米复合材料促进了电极表面和空腔中O₂^·-的富集。同时,狭窄的腔体大大减少了O₂^·-与鲁米诺之间的反应距离,从而显著提高了三元ECL系统的发光效率。值得注意的是,集成的纳米复合材料实现了很强的ECL现象,并且计算的鲁米诺的ECL效率是二元体系鲁米诺-过氧化氢体系中鲁米诺ECL效率的12.7倍,而与已经发表的仅能提高1.5-4倍ECL效率的传统三元系统相比,该体系在很大程度上实现发光体ECL效率的突破。此外,以Lu/Mo S₂ QDs@ZIF-8作为ECL材料,基于内源性ATP驱动的核酸信号放大策略构建了ECL生物传感器。该策略实现了对mi RNA-21的超灵敏检测,检测限低至14.6 amol/L。这项工作不仅为肿瘤的早期临床诊断提供了监测平台,而且更重要的是,还提出了可以应用于提高其他体系中发光体ECL效率的通用途径。