DNA是一种理想的电化学生物传感器构筑材料，它不仅具有优良的物理化学性质，如水解性、酸碱性、紫外吸收特性及变性和复性等，还能通过多种模式与蛋白质、小分子、金属离子进行特殊结合作用。尤其是其与金属离子的结合作用(包括与特定的序列和特定的碱基对的结合作用)，使得DNA传感器在检测金属离子中的应用越来越广泛。本论文主要是设计了检测重金属离子的电化学DNA传感器，采用电化学阻抗谱法并辅以元二色谱法和紫外-可见光谱法研究了Pb2+，Ag+，Hg2+三种重金属离子和金电极上修饰的单分子DNA自组装膜的相互作用，并对这三种离子进行了灵敏度、选择性的检测，更进一步对传感器在实际体系中的应用做了初步研究。　　 1.采用发夹状无修饰富G DNA序列作为检测Pb2+的探针链，通过电化学阻抗谱法来研究Pb2+诱导DNA序列从发夹状到G-结构的转变，实验发现，在此转变过程中，电荷传输电阻RCT明显增大。进一步利用圆二色谱实验和紫外-可见光谱分析确认了转变前后的结构变化。根据电化学阻抗谱中RCT(△RCT)的变化，对Pb2+的检测限达到0.5 nM。同时，此传感器对Pb2+的检测不受其他的非特异性识别的金属离子的干扰，具有很高的选择性。在实际体系血清中也能实现对Pb2+的检测。　　 2.设计了多功能的能同时检测Pb2+，Ag+，Hg2+三种重金属离子的电化学DNA传感器。利用电化学阻抗谱法、圆二色谱法、紫外-可见光谱法表征了这三种金属离子与金电极上自组装DNA单分子膜的作用情况。根据电化学阻抗谱中RCT值的减小，得到Pb2+，Ag+，Hg2+的检测限分别为10 pM，10 nM，0.1 nM，并不受其他干扰金属离子影响，具有很高的选择性。在三种离子共存的体系中，采用EDTA来屏蔽Pb2+和Hg2+检测Ag+、半胱氨酸来屏蔽Ag+和Hg+检测Pb2+、富G DNA序列和富c DNA序列的混合物来屏蔽Pb2+和Ag+检测Hg2+，从而成功实现了对单一金属离子的检测。在三种金属离子共存的实际体系血清和湖水中，采用相同的屏蔽措施实现了对单一重金属离子的单独和同时检测。