DNA是遗传信息的载体,是影响人类遗传和健康的最重要物质。目前,由于特异性的DNA在癌症等疾病的诊断中具有重要意义,所以检测DNA备受关注。microRNA （miRNA）可以调控基因的表达,参与细胞的增殖、凋亡、分化和代谢等过程,miRNA表达的变化可以起到癌基因和抑癌基因的作用,是一种潜在的肿瘤标志物,因此miRNA的检测引起了人们的广泛关注。高灵敏度、高选择性测定特定碱基序列的DNA和miRNA对基因筛选、遗传疾病的早期诊断和治疗都具有非常重要的意义。到目前为止,检测DNA和miRNA的方法有很多,而在众多的检测方法中,电化学检测方法具有灵敏、快速、成本低等优点,受到研究者的广泛青睐。一般情况下,目标DNA及目标miRNA在试样中的含量都比较低,因此必须采用信号放大的方法来提高传感器的灵敏度。纳米材料具有体积小、比表面积大、生物相容性好等优点被广泛用于生物传感器的研究,在电化学DNA生物传感器的制备中,纳米材料的使用大大提高了传感器检测的灵敏度。本文构建了三种性能优良的电化学DNA生物传感器,实现了对目标DNA及目标miRNA的高灵敏检测。本论文由以下四章内容组成：第一章绪论本章首先概述了DNA生物传感器的研究原理及分类,着重概述了电化学DNA生物传感器的研究原理及分类、探针DNA固定化方法、电化学DNA生物传感器的应用以及交流阻抗技术。接着介绍了人工模拟酶的相关知识及纳米材料在电化学DNA生物传感器中的应用。最后阐述了本论文的究目的、研究意义和研究内容。第二章基于发卡探针DNA/DNA酶转化的信号放大电化学DNA传感器的研究本章制备了一种高灵敏的电化学阻抗型DNA生物传感器,用于目标DNA的检测。传感器采用固定化的发卡DNA作为探针DNA,探针DNA分子中含富G片段,当目标DNA存在时,探针DNA发卡结构被打开,富G片段会和hemin形成辣根过氧化物模拟酶,催化H₂O₂/4-Chloro-1-naphthol（缩写为CN）体系中的氧化还原反应,生成不溶性沉淀,不溶性沉淀吸附在电极上阻碍了[Fe（CN）6]3-/4-平衡电对和电极间的电子传递,增大阻抗信号,达到信号放大目的。不溶性沉淀的生成量与目标DNA的浓度成线性相关,通过对阻抗值的测量,就可以实现对目标DNA的定量检测。第三章基于DNA酶功能化的金纳米信号放大传感器的研究本章构建了一种高灵敏、三明治型的电化学DNA生物传感器。成功制备了报道)NA/DNA模拟酶双DNA修饰的金纳米复合物,当目标DNA打开探针DNA的发卡结构时,金纳米复合物通过三明治夹心方式接到电极上,DNA模拟酶催化H₂O₂/CN体系中的氧化还原反应,生成不浴性沉淀,不溶性沉淀吸附在电极表面上阻碍了[Fe（CN）₆]^3-/4-平衡电对和电极间的电子传递,增大阻抗信号达到信号放大目的。由于AuNPs的多负载作用,实现了多DNA酶检测模式,从而达到双重信号放大作用,使检测DNA的灵敏度大大提高。并且该传感器能够用于DNA碱基错配的检测,具有很好的选择性和重现性。第四章基于DNA酶功能化的金纳米信号放大检测miRNA的研究利用多DNA酶检测模式,本章还构建了一种超灵敏阻抗法检测miRNA的新方法,它是基于DNA酶生物催化功能在电极表面生成绝缘膜来实现检测的。当目标miRNA打开探针DNA的发卡结构时,DNA酶功能化的金纳米复合物通过三明治夹心方式接到电极上。DNA模拟酶催化H₂O₂/CN体系中的氧化还原反应,生成不溶性沉淀吸附在电极上阻碍了[Fe（CN）₆]^3-/4平衡电对和电极间的电子传递,增大了阻抗信号,达到信号放大目的。用电化学阻抗法来检测电极上沉淀物的积累,沉淀物的积累量与目标miRNA的浓度成线性关系,该传感器检测miRNA的灵敏度很高,为miRNA的超灵敏检测构建了新模型。