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电化学传感技术是通过检测电流、电位、电阻、电容等信号的变化来检测目标物质。电化学传感技术由于所需仪器简单、对目标检测物质选择性好、分析速度快、且检测成本低、易于微型化等优点,在生物医学、环境监测、食品检测、工业等领域具有广泛的应用前景。如何利用电化学传感技术快速、高灵敏检测,是当前的热门研究课题之一。近年来,碳纳米材料的运用为解决这些问题提供了新思路。碳纳米材料有:富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳点等,碳纳米材料不仅能够稳定存在,而且具有导电性好,电子传输速度快、比表面积大、反应活性高、生物相容性好等特点,因此在电化学领域得到了广泛的关注。核酸适配体（aptamer）是经由体外指数性富集配件系统进化技术筛选后得到的寡核苷酸序列片段（DNA或RNA）,能与相应目标物特异性紧密结合。核酸适配体具有可体外合成,周期短,高特异性、高亲和力、稳定性好等优点。生物放大技术由于具有稳定性好、灵敏度高、生物兼容性和特异性高等优点而被广泛应用于电分析化学中。一些生物放大技术如:酶催化放大、目标循环放大、DNA扩增技术等广泛用于电化学生物传感器的构建中。因此,本论文基于碳纳米材料、核酸适配体和DNA放大技术,开展了以下工作:1.构建了一个新型的用碳点作为信号放大,硫堇（thionine,THi）作为信号探针的适配体的铅离子电化学传感器。首先巯基修饰的适配体通过金硫键的相互作用修饰到电极上,碳点通过π-π堆积相互作用进一步修饰到电极上,电化学探针进一步通过π-π堆积修饰到电极,在铅离子存在的时候,适配体与铅离子特异性结合,由单链转变为G4链体,导致碳点和硫堇离开电极表面,电化学信号减小,达到了检测铅离子的目的。在最优条件下检测的线性范围为:0.01-10 nM,检出限:3.8 pM。该传感器能够对水样中的铅离子进行了加入回收实验回收率:95.0%-104.3%。2.构建了基于氨基化氧化还原石墨烯（NH2-rGO）对人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus,HIV）基因的电化学检测,在玻碳电极上修饰NH2-rGO后利用π-π堆积将捕获DNA（capture DNA）修饰到电极上,利用亚甲基蓝（Methylene blue,MB）能与DNA分子中的G碱基特异性结合将MB修饰到电极上,在HIV基因存在时,HIV能与capture DNA碱基互补配对形成双链DNA,由于NH2-rGO对单链DNA的吸附强于双链DNA,造成双链DNA脱离电极表面,电流信号减小,达到检测的目的,在最优条件下检测的线性范围为:0.05-1pM,检出限:33 fM。该传感器能够实现对血样HIV进行了加入回收实验回收率:96.0%-106.6%。该传感器具有较高的选择性与灵敏性、较低的检出限和较宽的线性范围、抗干扰能力强,实现实际样品的检测等优点。3.构建了基于三螺旋结构的比率型的电化学传感器用于检测三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate,ATP）。首先亚甲基蓝修饰的DNA（MB-DNA）通过金硫键修饰到金电极表面,6-巯基-1-己醇（6-mercaptohexanol,MCH）封闭电极的非特异性位点,通过Watson-Crick和Hoogsteen碱基配对原则将二茂铁修饰的DNA（Fc-DNA）修饰到电极上形成三螺旋结构,此时,Fc靠近电极表面,电流信号最大,MB远离电极表面,电流信号最小,加入目标检测物ATP后,ATP与Fc-DNA特异性结合离开电极表面,Fc信号减小,三螺旋结构裂解,MB-DNA重新形成发卡结构,MB信号增大形成比率信号用于ATP的检测。检测范围:0.05-100 pM,检出限:5.2 fM。具有较高的选择性与灵敏性、较低的检出限和较宽的线性范围、抗干扰能力强,实现实际样品的检测等优点。4.构建了基于目标循环放大和滚环扩增放大（Rolling circle amplification,RCA）用于K-ras基因的检测。首先Fc修饰的发卡DNA（Fc-DNA）修饰到电极上,K-ras存在时打开发卡架构,核酸外切酶Ⅲ（Exonuclease Ⅲ,Exo Ⅲ）能够将Fc-DNA剪切,Fc被剪切离开电极表面,信号减小;K-ras释放循环,经过酶剪切后剩余的Fc-DNA的单链DNA做RCA的引物DNA（primer DNA）进行RCA反应产生大量的富含G碱基的DNA,氯化血红素（hemin）能够与富含G碱基的DNA结合形成G-quadruplex/hemin复合物,作为电化学信号输出。在一定范围内,K-ras浓度越大,Fc越小,G-quadruplex/hemin信号越大,形成一个比率型电化学传感器。检测范围:0.5-10000 fM,检出限:0.286 fM。