核酸适体是能够以高亲和力和高特异性结合目标分子的功能性单链寡核苷酸片段，适用于核酸适体生物传感器的目标识别。电化学核酸适体生物传感器是核酸适体生物传感器发展的主要方向之一，其发展趋势是无标记化和微型化，本论文对电化学核酸适体生物传感器及其微型化发展进行了研究，主要包括以下四个部分:　　(1)在核酸适体片段/目标分子复合物结构的基础上，我们发展了酶联核酸适体分析方法（ELAA），用于检测目标分子可卡因。可卡因核酸适体被分为两个片段:一个片段通过5端巯基修饰自组装偶联到金电极表面，另一片段修饰生物素，能进一步结合链酶亲和素偶联的辣根过氧化物酶（SA-HRP）。在可卡因存在的条件下，在金电极表面可形成HRP标记的核酸适体片段/可卡因复合物，催化溶液中的HQ与H2O2反应，产生电化学催化电流信号。这一电化学核酸适体生物传感器使用微分脉冲伏安法测量所得到的催化电流，具有很高的灵敏度和特异性。该方法检测可卡因的动态范围为0.1μM-50μM，检出限为20nM。该传感器具有高灵敏度和低背景的优势。在这一传感器中，我们通过将一个核酸适体分为两个合适的片段，建立了仅需要单一核酸适体序列的新的ELAA方法，能够进一步推广到其他不同的目标分子的检测。　　(2)我们在以上形成核酸适体片段/目标分子复合物的基础上，使用电化学阻抗谱法，进一步发展了无标记型的核酸适体生物传感器，用于可卡因的高灵敏度和高选择性测定。可卡因核酸适体被分为两个片段:Cx和Cy。通过在Cx或Cy的5端或3端修饰巯基，自组装偶联到金电极表面，然后使用巯基乙醇(MCE)封闭，我们构建和比较了三种传感界面，分别为Au/Cx5S/MCE，Au/Cy3S/MCE和Au/Cy5S/MCE。通过电化学阻抗谱的变化来检测电极表面核酸适体片段/可卡因复合物的形成。传感界面对电极表面复合物的形成有较大影响，进一步会影响该核酸适体生物传感器的检测灵敏度。Au/Cx5S/MCE在可卡因的检测中表现出高的灵敏度和低的检出限。这一无标记型的核酸适体生物传感器对可卡因的响应范围为0.1μM-20μM，检出限为0.1μM。该核酸适体生物传感器对可卡因具有良好的选择性。并且对人血清掺杂样品中的可卡因也能够进行良好的检测。　　(3)我们探索研究了电化学生物传感器的微型化。首先我们通过碳纤维超微电极和一次性枪头构建了一种新型的微升检测体积的微型电化学装置，电化学检测在含有碳纤维超微电极的枪头的微小体积内进行，将检测体积从常规的毫升级降低到微升级。我们使用[Fe(CN)6]3-/4-的循环伏安曲线研究了这一微型电化学装置的可行性和稳定性。然后我们将其应用于均相的电化学酶传感器，选择HRP和GOx进行了研究，结果显示该微型电化学装置可有效地用于检测底物浓度，酶浓度和酶促反应速率。基于该装置的GOx酶传感器可直接用于人血样中葡萄糖浓度的测定。该装置为均相电化学酶传感器的构建提供了一种新的方法，具有低消耗，操作简单方便，快速检测，和高的稳定性和重现性的优势。而且这一使用碳纤维超微电极和一次性枪头的电化学反应装置可广泛应用于常规实验室的电化学分析。　　(4)在以上微型电化学检测装置的基础上，我们结合核酸适体和G-四聚体脱氧核酶，构建了第一例完全无标记的均相电化学核酸适体生物传感器。可卡因核酸适体和具有HRP活性的脱氧核酶经过合理设计，形成一条单链DNA茎环结构:在目标分子可卡因不存在的条件下，脱氧核酶的G-四聚体构象和酶活性被茎的结构所封闭抑制;可卡因与核酸适体特异性亲和相互作用引起DNA构象变化，茎的结构打开，释放出G-四聚体脱氧核酶活性，从而实现对目标分子的检测。以上结合碳纤维超微电极的微型电化学检测装置用于检测微升体积中均相脱氧核酶活性。这一核酸适体生物传感器对可卡因的响应范围为1μM-500μM，检出限为1μM。这一结合了功能核酸茎环结构和微型电化学检测装置的无标记均相电化学核酸适体传感器在低消耗，易操作，快速检测和高重复性等方面具有显著的优点。