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第一章绪论本文首先介绍了分子信标技术相关的基本知识,包括：分子信标的结构、检测原理、分类、应用、研究进展及展望。重点介绍了Hemin的结构性质,以及在形成G-四分体类型的DNAzyme中的应用。最后详细阐述了Hs-MB电化学活性开关分子信标和DNAzyme-Hs-MB电化学催化活性开关分子信标的设计理念,理论支持分析,目的意义及创新之处。第二章新型电化学活性分子信标(Hs-MB)的研制与表征据科学报道,人类各种肿瘤的产生,50%以上与p53基因发生癌变相关,而p53基因的癌变多为单碱基突变(SNP),因此发展一种能精确定量检测p53基因SNP突变的检测方法显得尤为重要。本文设计了一种新型电化学活性分子信标------Hs-MB,该分子信标的检测原理与二聚体型的荧光分子信标的相似。本实验中,取一段与p53基因完全互补的特定序列设计为MB,首先,将卟啉铁(Hemin)连接在MB的两端,制得Hs-MB.当Hs-MB处于关环状态时,两分子的Hemin呈二聚体状态,电化学信号淬灭。当存在目标DNA时,Hs-MB会被打开,使得两端的Hemin距离变大,成为单体,使其恢复电化学信号而达到检测的目的。本实验中,首先通过两步合成法制备Hemin活化酯,并对其进行纯化和表征；再将Hemin活化酯与两端修饰氨基的MB通过酰胺反应制备Hs-MB,并对其进行纯化,表征,及热稳定性、电化学活性等性能的研究。实验结果表明,Hs-MB具有电化学活性高,热稳定性好等优点,有望发展成为一种新型的性能良好的均相检测电化学分子信标而得到广泛应用。拓展分子信标检测技术的多样化应用。第三章新型电化学活性分子信标(Hs-MB)的应用研究本章介绍了Hs-MB的应用研究,包括以下内容：Hs-MB与目标序列杂交盐度、时间及温度等条件的优化；Hs-MB对目标序列的定量检测；Hs-MB对SNP序列,无关序列等特定序列的特异性识别研究。实验研究表明,Hs-MB在优化的实验条件条件下,DPV峰电流与检测的目标序列浓度呈现良好的线性关系,其线性方程为Y=0.3474+0.08667X(R=0.99545),线性范围：0.5nM-30nM,其检测限低至0.2nM。在线性范围内,选择目标序列和SNP序列总量为30nM进行等位基因检测,其线性良好,线性方程为Y=0.1078+0.03025X(R=0.99549)。该检测技术表现出灵敏度高,特异性强等优点,有望拓展电化学分子信标检测技术的多样化应用。第四章基于DNAzyme的Hs-MB电化学催化分子信标(DNAzyme-Hs-MB)的应用研究为了提高检测灵敏度,本文中,我们将结合Hs-MB灵敏度高,特异性强及I)NAzyme高催化活性,高稳定性的优点制备一种基于DNAzyme的Hs-MB电化学催化分子信标(DNAzyme-Hs-MB)。当没有目标DNA存在的条件下,Hs-MB处于关环状态,则Hemin形成二聚体,由于空间位阻效应,PS2.M序列不能与Hemin形成DNAzyme,从而没有催化信号的产生。当目标DNA存在时,Hs-MB处于开环状态,Hemin转化为单体,则PS2.M序列能与Hemin形成DNAzyme,从而产生强烈的催化信号,进而达到检测的目的。实验结果表明,DNAzyme-Hs-MB在稀释细胞裂解液的实验条件下,CV催化峰电流与检测的目标序列浓度有良好的线性关系,其线性方程为Y=0.60022+0.09016X(R=0.99528),线性范围：10pM～40pM,其检测限低至5pM。在线性范围内,选择目标序列和SNP序列总量为40pM进行等位基因检测,其线性良好,线性方程为Y=0.3903+0.02399X(R=0.98693)。该检测技术表现出灵敏度高,特异性强,抗干扰能力强等优点,有望实现电化学分子信标检测技术的临床应用。