构筑高灵敏核酸生物传感检测方法,对于疾病诊断、治疗等具有重要科学意义。本论文围绕着对靶标DNA、ATP分析物的检测,构建了三种新型电化学生物传感器,实现了其高灵敏、高选择性分析检测。主要内容如下:1.基于串联聚合和切割调控的级联靶标循环策略,构筑了一个无标记、高灵敏的电化学传感器,应用于检测靶标DNA。首先,在电极表面固定上发卡DNA探针(HP1),当有靶标DNA存在时,在聚合酶作用下实现靶标循环,并进一步引发外切酶切割,级联产生新生互补链。同时,电极表面释放的富G序列在hemin和K+的作用下形成HRP-mimicking DNAzyme,可以电催化H2O2的还原,产生电化学信号,实现了对靶标高灵敏、无标记的电化学检测,且检测限低至5 fM。同时,该策略还具有探针设计简单,传感器构建方便等独特的优势,从而为在疾病诊断和临床医学领域的应用提供了广阔的应用前景。2.基于靶标诱导形成DNA三螺旋结构,进而引发链置换反应的策略,无酶高选择性的检测DNA。电极表面固定捕获探针(SH-P),此探针与辅助探针(AP)部分互补杂交成双链(ds-DNA1),剩余的突出单链可与靶标DNA(聚嘌呤序列)通过Watson-Crick碱基互补配对形成DNA双链(ds-DNA2)。在此基础上,引入3’端修饰了亚甲基蓝(MB)的信号探针(MB-P),此探针3’端序列和AP序列相同,而5’端为的15个碱基的聚嘧啶序列,可以通过Hoogsteen碱基互补配对和ds-DNA2形成DNA三螺旋结构,触发以ds-DNA2为立足点的Toehold链置换反应。在此过程中,AP被置换下来,同时MB靠近电极表面,进而可以电化学检测靶标DNA。基于“signal-on”和“signal-off”策略,构筑了一种新颖的比率型电化学生物传感器,用于高准确性检测DNA、ATP。首先,靶标DNA存在时,可与二茂铁标记的信号探针(Fc-P)及固定探针(IP)部分互补杂交,进而引发Toehold介导的链置换反应,使得Fc远离电极表面,同时MB靠近电极表面,并且电极表面形成稳定的DNA三通路结构。这种构型的转变,致使Fc的氧化峰电流降低,同时MB的氧化峰电流增加。因此,可以实现Fc“signal-off”和MB“signal-on”的双信号电化学比率检测,提高了检测准确度。此外,该比率型电化学生物传感器还可以用于检测ATP。总之,该策略在高准确性检测其他小分子和蛋白质方面有重要的应用。