核酸非稳态杂交是指短核酸序列(9-11个碱基)在于其互补序列杂交过程中呈现一种结合-解离的动态平衡状态。本论文基于核酸非稳态杂交设计了两种DNA生物传感器用于检测目标序列中的单核酸突变。一种是基于核酸非稳态杂交的光学DNA生物传感器,首先合成了一种共轭低聚电解质,寡聚[9,9’-双(6”-N,N,N-三甲基铵)己基)芴和4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)二溴化物](OFBT),它具有离域π-共轭主链和带阳离子的侧链,是一种具有水溶性的荧光分子。通过OFBT与Cy3标记的短荧光探针之间的荧光共振能量转移(FRET)来检测目标序列中的单核酸突变。荧光探针与目标序列是非稳态杂交,当目标序列为野生型时,荧光探针与目标序列在结合状态时的驻留时间长,荧光探针趋向结合状态,将OFBT与Cy3的距离拉近到10 nm内,能够发生荧光共振能量转移;当目标序列为突变型时,荧光探针与目标序列在结合状态时的驻留时间短,荧光探针趋向解离状态,OFBT与Cy3距离较远,不能发生荧光共振能量转移。选择柠檬酸钠(SSC)缓冲液作为杂交缓冲液,当SSC缓冲液中包含200 mmol·L-1钠离子,荧光探针长度为9nt时,目标序列浓度在100-400 mmol·L-1之间时,可以特异性识别目标序列中的单核酸突变。OFBT与DNA的结合并不会改变DNA的结构,只是简单的静电相互作用。另一种是基于核酸非稳态杂交的电化学DNA生物传感器,通过亚甲基蓝标记的信号探针与丝网印刷金电极之间的电荷转移来检测目标序列中的单核酸突变。信号探针与目标序列是非稳态杂交,当目标序列为野生型时,信号探针与目标序列在结合状态时的驻留时间长,信号探针趋向结合状态,亚甲基蓝被捕获到工作电极表面,能够产生较强的电化学信号;当目标序列为突变型时,信号探针与目标序列在结合状态时的驻留时间短,信号探针趋向解离状态,亚甲基蓝游离于溶液中,产生较弱的电化学信号。当杂交缓冲液中包含400mmol·L-1钠离子时,可以特异性识别目标序列中的单核酸突变。