重金属污染导致食品和人类健康受到严重危害。重金属一旦进入人体很难排出,可与蛋白质结合并降解困难,对机体健康产生极大危害。因此,建立简单、快速、精准的重金属检测方法对保障食品安全和人类健康具有重要意义。由于工、农业的快速发展,水体和水产品受多种重金属污染,同时,还存在其他抗生素和致病菌等污染物的危害,单一目标物的检测已无法满足人类生产生活需要,亟需建立多种污染物同步检测的方法保障食品安全。针对以上问题,本研究利用功能性的新型纳米材料提高电化学发光性能,高专一性和特异性的适配体作为识别元件,借助阴极、阳极两种发光材料构建了电位分辨的同步检测两种污染物的生物传感器,用于水体和水产品中重金属、抗生素和致病菌的检测。主要研究内容和研究结果如下:(1)合成碳化钛@纳米金(MXene@Au)和核壳纳米颗粒纳米金@二氧化硅(Au@Si O_2),构建了以MXene@Au为基底和Au@Si O_2为信号放大因子的电化学发光生物传感器,用于检测水中Pb(Ⅱ)。MXe3-MA IC50ne@Au复合材料的使用为联吡啶钌(Ruselleck NMR(bpy)_3~(2+))在电极上的负载提供了良好的界面环境。基于共振能量转移,Au(核)Si O_2(壳)纳米颗粒能激发电子传递,促进三丙胺(TPr A)氧化,提高电化学发光强度。此外,利用专一性识别程度高的适配体链,特异性识别Pb(Ⅱ),Pb(Ⅱ)激活适配体发挥其核酸内切酶活性,实现了Pb(Ⅱ)检测过程中的信号循环放大。加入Pb(Ⅱ)后,电化学发光信号减弱,根据电化学发光强度检测tethered membranesPb(Ⅱ)浓度。在0.1～1×10~6 ng/L范围内,该适配体传感器的最低检出限(LOD)为0.059 ng/L,相对标准偏差(RSD)为0.39%～0.99%,加标回收率为90.00%～125.70%。利用该传感器实现了对水中重金属Pb(Ⅱ)的特异性检测。(2)水体污染导致水产品受污染严重,水产品中不仅受重金属污染,还存在抗生素等有害物质。在上一章的基础上,该部分建立了同步检测两种污染物的电化学发光分析方法。利用花状的硫化铋@纳米金(Bi_2S_3@Au)作为基底纳米材料增加传感器比表面积,引入纳米金@鲁米诺(Au@luminol)和硫化镉量子点(Cd S QDs)两种独立的电化学发光发射信号,构建了双电位同时识别双靶点Cd(Ⅱ)和氨苄青霉素的生物传感器。Bi_2S_3@Au纳米花具有较高的表面活性面积,加快电子转移速率,为发光材料的负载提供了良好的界面环境。利用Au@luminol功能化DNA2探针作为正电位下的独立发光信号源,识别Cd(Ⅱ);Cd S QDs功能化DNA3探针作为负电位下的独立发光信号源,识别氨苄青霉素。根据两种发光信号源的电化学发光强度变化,实现了不同浓度下Cd(Ⅱ)和氨苄青霉素的同时检测。该生物传感器在1×10~(-3)-1×10~6 ng/L范围内,Cd(Ⅱ)和氨苄青霉素的LOD为3.42×10~(-4) ng/L和3.57×10~(-4) ng/L,加标回收率为94.54%～119.18%,RSD为0.37%～2.98%。该传感器分析了两种靶标物质的检测机理,实现了水产品中Cd(Ⅱ)和氨苄青霉素高灵敏同时检测。(3)水产品除受到重金属和抗生素的污染外,致病菌污染也普遍存在。在前一章研究的基础上,该部分研究了水产品中重金属和金黄色葡萄球菌(S.aureus)两种污染物的同步检测方法,并且构建了基于适配体的双电位分辨电化学发光传感器。合成了纳米金@镍-钴金属有机骨架(Au@Ni-Co-MOFs)提高传感器的表面活性面积和灵敏度,为两种功能性探针提供更多的催化活性位点。海胆状纳米金@鲁米诺(Au@luminol)探针连接适配体DNA2特异性识别Pb(Ⅱ),Cd S QDs探针结合适配体DNA3特异性识别金黄色葡萄球菌,通过Au@Ni-Co-MOFs协同催化过氧化氢还原,产生电化学发光信号。利用双信号根据不同浓度的Pb(Ⅱ)和金黄色葡萄球菌引起不同的电化学发光响应,实现两种物质的高灵敏定量检测。该传感器对Pb(Ⅱ)和金黄色葡萄球菌的检测范围分别为1×10~(-3)-1×10~6 ng/L和0-1×10~7 CFU/m L,LOD为1.9×10~(-3) ng/L和1.3 CFU/m L,成功实现了对水产品中重金属Pb(Ⅱ)和金黄色葡萄球菌的灵敏检测。