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DNA具有储存和传递信息的功能，在生命活动中发挥着十分重要的作用。多吡啶钌配合物由于具有独特的光物理活性和良好的电化学性质，已被广发应用于DNA结构探针、DNA传感器的杂交指示剂、分子光开关及抗癌化疗药剂等领域。本论文选择了5种多吡啶钌配合物：[Ru(bpy)2Cl2]Cl2(Rul)、[Ru(tatp)3]Cl2(Ru2)、[Ru(bpy)2(tatp)](ClO4)2(Ru3)、[Ru[bpy)2(dmcatp)](ClO4)2(Ru4)和[Ru(bpy)2(dppz)](ClO4)2(Ru5)(bpy=2，2’-联吡啶，tatp=1，4，8，9-四氮三苯，dmtatp=2，3-二甲基-1，4，8，-四氮三联苯，dppz=邻联吡啶并[3，2-a：2’，3’-c]吩嗪)作为研究对象，运用循环伏安法、微分脉冲伏安法和交流阻抗法研究了这几种配合物在铟锡氧化物(ITO)电极上的电化学行为，以及双十六烷基磷酸(DHP)、十六烷基三甲基氯化铵(HTAC)、鸟嘌呤、DNA、牛血清白蛋白(BSA)和单壁碳纳米管(SWCNTs)等对其电化学行为的影响。通过荧光光谱、荧光显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜和原位电化学发射光谱法研究了DNA-Ru(Ⅱ)配合物的发光性能及Cu2+和EDTA和脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNaseⅠ)的调制作用，得到了一些有意义的结果： 1.应用电化学法、荧光光谱法、荧光显微镜和电化学原位-激光联合技术研究了二茂铁基苯并咪唑.多吡啶钌(Ⅱ)复合物在ITO电极上的电化学-光致发光性能以及DHP和HTAC在其中扮演的角色。阴离子表面活性剂DHP的加入对二茂铁基苯并咪唑.多吡啶钌(Ⅱ)复合物在ITO电极上的吸附组装起明显的促进作用，而阳离子表面活性剂HTAC的加入则抑制了复合物的电化学活性。在连续绿色激光激发下产生的发光强度均随着阳极电位增大而线性地增大，配合物中两中心离子间表现出弱的相互作用，DHP能介导了二茂铁基苯并咪唑-多吡啶钌(Ⅱ)复合物间的光诱导电子转移。 2.通过吸附活化法成功制备了具有氧化还原活性的Ru2/ITO修饰电极。在合适的电位区间(约0.45V)出现了一对良好的氧化还原峰，峰电位远远负于Ru3的氧化还原峰电位。多吡啶配体的结构会影响吸附在ITO电极表面的Ru(Ⅱ)配合物的稳定性和氧化还原峰电位，含有两个自由氮原子的tatp配体不仅能够通过充分联接配位模式增强Ru(Ⅱ)配合物在ITO电极表面的吸附，而且在水溶液中通过氢键作用形成分子间链接。DNA分子可以作为插入配体的保护剂减弱Ru2的溶剂化作用，使峰电流和极化电阻下降。基于峰电流和极化电阻对DNA浓度的响应，活化Ru2/ITO修饰电极适合用于DNA的检测，在0.002μM～5μM浓度区间具有良好响应和选择性。 3.运用稳态和暂态的方法在不同温度区间(293K～333K)研究了DNA存在下Ru3和Ru4光致发光的淬灭和恢复机理。这两种配合物Ru3和Ru4均呈现单指数发光衰减(τRu3=246.0ns，τRu4=513.5ns)，当嵌入DNA时，都一致呈现双指数发光衰减。当加入二价铜离子的时候，动态淬灭DNA-Ru(Ⅱ)的发光，且是一个自发放热的过程。继而加入EDTA，发现发光能部分恢复，但却受插入配体的取代基甲基的影响。本文详细讨论了DNA-Ru(Ⅱ)的化学转换和发光控制机理，研究结果价值在于能更好理解DNA-Ru(Ⅱ)作为荧光探针的化学调制原理。 4.将Ru5、DNA水溶液和纳米二氧化钛悬浮液混合，通过自筑和离心分离法，成功将Ru5-DNA膜包覆到纳米二氧化钛表面。从扫描电镜、透射电镜和荧光显微镜可以看出Ru5-DNA膜包覆纳米二氧化钛(TiO2)颗粒的核壳结构，在波长450nm的蓝光激发下，607nm处出现一个清晰的发射峰。通过原位荧光监控，基于DNA的水解，可以看到DNaseⅠ可以把Ru5-DNA膜从纳米TiO2上溶解下来。从微分脉冲伏安图可见，在含有DNaseⅠ的水解体系，Ru5介导鸟嘌呤的电催化氧化，在鸟嘌呤浓度为0.05～0.25mM范围呈现线性响应。基于DNA插入体电催化的鸟嘌呤的电化学传感，DNaseⅠ水解Ru5-DNA的产物含有一定量的鸟嘌呤。该研究结果提供了一种原位监控纳米颗粒上DNA插入剂的包覆和释放方法。 5.通过一步电化学共组装法将Ru3-BSA-SWCNTs复合膜组装到ITO电极上。牛血清白蛋白的内在分散性充当了单壁碳纳米管的连接媒质，而且促进了Ru3的氧化还原反应，而Ru3则作为牛血清白蛋白的指示剂。微分脉冲伏安法、循环伏安法、荧光光谱和荧光显微镜揭示Ru3-BSA-SWCNTs复合膜能电化学共组装到ITO电极上，出现两对良好的氧化还原峰。此外，Ru3-BSA-SWCNTs复合膜依赖于BSA和SWCNTs的加入，BSA的线性响应区间是6～50mgL-1。本文提供了一种开发非氧化还原蛋白传感器的一步电化学共组装方法。