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核酸是活细胞中最为关键的组分，它包含了遗传信息，并参与这些信息的表达，调理着细胞的代谢过程。脱氧核糖核酸(DNA)作为生物体的基本遗传物质，是生命化学的中心，也是研究生命现象的关键。DNA甲基化作为表观遗传学修饰方法中的一种，对基因的表达调控起着重要作用，不断得到研究者的重视。而microRNA (miRNA)则参与调控生物的生长发育、细胞分化、形态变化及细胞凋亡等机体一系列重要的生理过程，其表达的研究至关重要。电化学DNA生物传感器由于操作简单、灵敏度高、无污染、操作方便等优点被广泛应用于疾病诊断、生物工程、食品检测、环境研究等领域。电化学DNA生物传感器的提出，被认为沟通了电化学与分子生物学学科联系。本研究基于新型纳米材料构建了三种电化学DNA生物传感器，分别对DNA片段、DNA甲基化和microRNA-21的表达进行了检测，主要工作如下：(1)本实验制备了一种基于纳米金(AuNPs)锁核酸标记的发卡DNA探针(LNA-m-HpDNA)和酶信号放大技术的DNA生物传感器。采用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS)对修饰电极进行了表征。由于加入了亲和素标记的辣根过氧化物酶(Streptavidin-HRP)，亲和素和生物素会发生特异性结合，从而将HRP固定于电极表面。HRP在H2O2存在时对对苯二酚(HQ)产生催化反应，通过产物苯醌(HQ2)的还原信号间接检测DNA的杂交反应。结果表明，该传感器通过计时电流法(CA)对DNA实现了定量检测，同时可以很好的区分单碱基错配、三碱基错配、完全非互补DNA序列与完全互补序列，具有良好的特异选择性。检测范围为10-1000pmol/L，检出限为6.0pmol/L。(2)基于活化后的表面活性功能化石墨烯(SDS-GR)修饰的高纯石墨电极(PGE)，制备了一种可对5-甲基胞嘧啶(5-mC)进行直接电化学检测的生物传感器。SDS-GR能够增大电极有效表面积，增强导电性。修饰电极的活化过程使电极表面覆盖带有负电荷的含氧基团，可大量吸附带有正电荷的碱基。该电极具有宽的氧化电位窗口，在同时存在鸟嘌呤(G)、腺嘌呤(A)和胞嘧啶(C)的条件下，可在低电位成功检测5-mC的含量。由碱基互补配对原则得知双链DNA(dsDNA)中，T和A的含量相等。为避免胸腺嘧啶(T)对5-mC的干扰，绘制单独A和5-mC的线性关系曲线。检出范围分别为1-100mol/L，2.5-100mol/L。该传感器为5-mC的直接电化学检测提供了新的发展平台。(3)本实验基于生物条形码(DNA-Au)和hemin/G-四联体DNA模拟酶制备了一种可灵敏检测microRNA-21(miRNA-21)的电化学生物传感器。DNA-Au极大的增加了miRNA-21的杂交量，hemin/G-四联体DNA模拟酶对HQ的氧化起催化作用。通过上述两步，扩大检测信号。采用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS)对修饰电极进行了表征。在最佳条件下，使用示差脉冲伏安技术(DPV)实现了对miRNA-21定量检测。检测范围为0.01-500pmol/L，检出限为0.006pmol/L。除此以外，对不同错配程度microRNA(miRNA)进行了选择。该生物传感器成功的应用于正常细胞L-02，人体肝癌细胞BEL-7402和人体乳腺癌细胞MCF-7中miRNA-21表达量的检测。并分析了BPA对miRNA-21表达量的影响。实验结果说明该生物传感器为miRNA的实际应用研究提供了一种新的方法。