高效快捷的核酸与蛋白质检测对于环境监测、食品工程、生物医学及临床疾病的诊断有着非常重要的意义。电化学生物传感技术由于灵敏度高、选择性好、所需仪器简单、成本低等优点,是当前科学研究中普遍使用的检测方法之一。在核酸和蛋白质检测研究中,利用核酸分子杂交、免疫分析、小分子与蛋白质间的特异性亲和作用提高了检测的选择性。同时用电化学活性物质和纳米材料作为检测标记物,可大大提高检测灵敏度。本文基于此,发展了几种检测核酸和蛋白质的化学生物传感技术:　　 (1)建立了一种基于S1核酸酶切割反应,二茂铁作为电活性标记物的电化学生物传感体系,用于单碱基突变的检测(第2章)。首先,对检测探针3’端进行二茂铁标记,并分别与正常型和突变型目标链杂交,形成3’末端不完全互补序列(突出末端)和完全互补序列。接着应用S1酶对双链突出末端的切割作用,使和正常型目标链杂交的检测链上的二茂铁游离,而和突变型目标链杂交的检测链依然保持二茂铁的标记。最后检测链和组装在金电极表面的捕获探针杂交,从电化学信号的强弱实现对单碱基突变的检测。　　 (2)进一步利用核酸酶(核酸外切酶Ⅰ)的切割作用和二茂铁作为电活性物质的信号转换作用,建立一种核酸末端保护分析方法,用于研究小分子和蛋白质的特异性结合作用,进而对相关蛋白质实现有效检测(第3章)。首先,在检测核酸链5’端标记二茂铁,另3’端标记生物素。接着,当链霉亲和素存在时,检测核酸链和链霉亲和素特异性结合,由于空间位阻较大,加入的核酸外切酶不能对该检测链进行切割。最后,检测链在电极上被捕获产生电化学信号。　　 (3)构建了一种基于磷脂修饰多壁碳纳米管MWNTs(PIdMWNTs)作为信号调控物质的电化学免疫传感技术(第4章)。首先,通过非共价键作用在MWNTs表面修饰磷脂分子,用磷脂分子末端的氨基共价交联肿瘤标志物前列腺特异性抗原(PSA)的单克隆抗体(MAb),得到MWNTs/MAb复合物。接着,通过磁分离免疫夹心反应收集该PL/MWNTs复合物。最后,沉积到十八烷基硫醇绝缘膜修饰的电极表面的MWNTs改变了电极表面的性质,产生了电化学信号。技术实现了对PSA的高灵敏、高特异性检测,响应动态范围为5 pg/mL到100 ng/mL,检测限为3 pg/mL,并测定了实际样品。