DNA链延伸通常作为一种有效的信号放大手段用于生物传感领域,而且,由于基于DNA链延伸的策略具有操作简单、灵敏度高、响应快等诸多优势,因而被越来越多地用于生物传感器的设计,并有望在生化分析中发挥重要作用。以往的T4多核苷酸激酶(T4 polynucleotide kinase,T4PNK)检测方法存在步骤繁琐、操作复杂、灵敏度不高等缺点,本论文研究工作将末端脱氧核苷酸转移酶介导的DNA链延伸应用于T4PNK检测之中,实现了 T4PNK的简单、灵敏、低成本的检测。此外,我们进一步扩展了 DNA链延伸的应用范围,将DNA链延伸作为一种分子开关调控链置换反应,实现了端粒酶的简单、灵敏的检测,具体内容如下:1、T4多核苷酸激酶活性检测新方法在论文本部分工作中,我们基于末端脱氧核苷酸转移酶介导的电极表面DNA的延伸,提出了一种简单、灵敏、经济的DNA3’磷酸酶(以T4PNK为例)的活性检测新方法。具体而言,带有5’巯基末端和3’羟基末端的底物DNA探针通过金巯键固定在电极表面,当T4PNK存在时,底物DNA的3’末端磷酸被水解成羟基,随后末端脱氧核苷酸转移酶会在3’羟基末端不断的添加核苷酸,形成几百bp的长链DNA,而形成的长链DNA可以通过静电作用在电极表面吸附大量的六氨合钌(hexaamminerutheniumchloride,[Ru(NH3)6]3+)电化学探针,产生放大的电化学信号,实现了 1 mU/mL的检测限、及1mU/mL到1U/mL线性检测范围。该方法具有操作简单、价格低廉、灵敏度高等优点,具有较好的应用前景。2、端粒酶活性检测新方法在论文本部分工作中,我们基于端粒酶催化的DNA链延伸反应,提出了一种检测端粒酶活性的荧光新方法。具体来说,在端粒酶引物序列的5’端修饰淬灭基团,与其部分互补的核苷酸链的3’端修饰荧光基团,互补链的5’端还设计含有6个碱基的不配对序列(CCCTAA),这段序列为链置换反应的立足点,引物链与互补链配对可将互补链的荧光淬灭,然后入侵链可以通过与互补链末端的立足点结合触发链置换反应,释放互补链,从而使其荧光恢复。而当端粒酶存在时,端粒酶可以在引物链的末端加上重复的TTAGGG序列,正好与互补链末端的CCCTAA序列配对,从而将立足点封闭,抑制链置换反应,荧光不能恢复。因此,基于荧光信号的变化,我们实现了端粒酶8 × 10-10到8 × 10-5 IU线性检测范围,检测限为8×10-10IU。本研究不仅为端粒酶检测提供了新的方法,而且也是一种基于DNA链延伸的全新的链置换反应的控制策略,这一策略可用于研发其他酶调控的链置换反应来检测其他核酸相关酶,因而为核酸相关酶活性检测新方法研究提供了全新的思路。