Medizinische Untersuchungen basieren zunehmend auch auf In-vitro-Diagnostik, um Krankheiten nachzuweisen und zu überwachen. Besonders für Patienten mit chronischen Erkrankungen und zur Detektion hochansteckender Krankheiten ist die patientennahe Diagnostik am Point-of-Care eine erwünschte Lösung. Die Vision ist, diagnostische Marker direkt aus Blutproben in einem kurzen Zeitrahmen nachzuweisen und so, dass der Test unkompliziert von nicht geschulten Anwendern gehandhabt werden kann. Verschiedene Erkrankungen werden durch diverse diagnostische Marker angezeigt: Blutgase, Elektrolyte, Metabolite, Hormone, Antikörper und Zellen. Idealerweise sollten all diese Marker mit einem einzigen Point-of-Care Gerät nachweisbar sein. Elektrochemische Sensoren versprechen eine hohe Sensitivität und einfache Integrierbarkeit in handliche, digitale Geräte für die medizinische Diagnostik seit deren Entwicklung in der Mitte des 20. Jahrhunderts. Tatsächlich gibt es aber aktuell nur den etablierten Blutglukosetest, der den Anforderungen für einen quantitativen Point-of-Care Test entspricht. In dieser Arbeit werden die spezifischen Herausforderungen untersucht, die es momentan erschweren elektrochemische Sensoren in marktreife Produkte zu überführen: niedrige Signale durch das geringe Ladungs-zu-Größenverhältnis der meisten diagnostischen Marker, die Abschirmung dieser Ladungen durch die hohe Konzentration gelöster Ionen und die störenden Signale, die durch komplexe Proben wie Vollblut verursacht werden. Drei verschiedene Methoden werden in dieser Arbeit untersucht, um verschiedene diagnostische Marker direkt aus Vollblut zu detektieren. Gelöster Sauerstoff im Blut wird amperometrisch mit einer Clark-Elektrode gemessen, der Anteil roter Blutzellen wird über elektrochemische Impedanzspektroskopie nachgewiesen und das Schilddrüsenhormon Thyrotropin durch transistor-basierte Potentiometrie. Alle drei Assays werden so konzipiert, dass sie einfach in massenproduzierbare Point-of-Care Geräte überführt werden können.