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近年来,水环境重金属污染日益严重,给人类和环境造成了巨大的危害。重金属污染的治理十分困难,应防范于未然。因此,对水环境重金属离子的实时监测刻不容缓,对环境保护、健康医疗、食品监测等领域有着重要的意义。随着微电子集成工艺及DNA分子技术的发展,新型的可用于现场快速检测分析的重金属传感器受到人们的重视。本文基于电化学原理,构建了三种重金属传感器,实现对汞离子的检测。结合交流阻抗分析技术及T-Hg2+-T错配原理,构建了两种用于检测汞离子的电化学DNA传感器,具有检出限低,灵敏度高,重复性较好等优点。基于微电子加工工艺,构建了一种基于微电极阵列的电化学传感器,采用差分脉冲溶出伏安法实现对汞离子浓度的定量分析。本文主要创新性工作如下：1、设计检测汞离子的杂交型DNA传感器深入研究了杂交型DNA传感器的设计方法,通过将一端修饰巯基的DNA固定链自组装到金电极表面,再与DNA探针链杂交,基于T-Hg2+.T错配与DNA杂交原理,采用电化学阻抗法实现对汞离子的检测。由于探针链富含胸腺嘧啶,能与汞离子特异性结合形成T-Hg2+.T错配结构并与固定链分离,引起电化学信号的改变。通过对ssDNA固定时间、MCH封闭条件及杂交温度等实验条件进行优化,不仅缩短了检测时间,还提高了ssDNA固定的效果和检测汞离子的性能。实验结果表明,该传感器的最低检出限0.2nM,线性范围为1.10nM。该传感器的特点是利用DNA杂交和T-Hg2+-T错配原理,实现了对汞离子的高灵敏度检测。2、构建检测汞离子的“发卡型”单链DNA传感器深入研究发卡型单链DNA传感器的设计方法,通过将富含胸腺嘧啶的DNA单链固定到金电极表面,DNA链通过T-Hg2+-T错配形成发卡结构,结合电化学阻抗分析技术,可检测到由DNA结构变化导致的电化学信号的改变。研究并改进了DNA共固定的条件,优化了共固定中DNA与MCH的混合比例,实现对Hg离子的定量检测。该传感器的最低检出限0.4nM,线性范围为2-10nM,具有较好的重复性。3、探索了一种基于微电极阵列的汞离子检测的电化学传感器基于微电子加工技术,构建了一种基于微电极阵列的三电极电化学重金属传感器。该传感器主要由金微电极阵列、银电极和铂电极组成。将金微电极阵列作为工作电极,铂电极作为对电极,银电极进一步加工作为参比电极,结合差分脉冲溶出伏安法,实现对重金属汞离子的定量检测。实验结果表明,本文设计的微电极阵列可以实现对重金属汞离子的高灵敏度检测。若进一步结合DNA等生物材料,有望实现更高的特异性和更低的检出限,从而实现痕量汞离子检出的目标。