电化学生物传感器技术是多学科交叉的新兴技术,因其具有高灵敏度、高选择性、操作简便、分析快速、成本低等优点,吸引了越来越多研究者的关注。如今,诸多先进策略被结合于电化生物传感器的构建,使该技术应用领域更加广泛。本论文通过制备DNA探针,合成新型信号标记物及纳米复合材料,基于生物素-亲和素系统、催化发夹组装（CHA）、金硫键（Au-S）自组装等技术,设计了两款均具有双重信号放大功能的电化学生物传感器,并分别将两款生物传感器应用于中药材、湖水中重金属Pb²⁺检测及癌细胞中mi RNA-21的检测。内容如下:（1）基于DNA功能化金纳米粒子和纳米复合修饰电极的双重信号放大功能的Pb²⁺电化学生物传感器。重金属离子污染给人类健康和环境带来严重风险。铅（II）(Pb²⁺)是一种常见的有毒重金属离子,因此,运用巧妙的分析技术来评估铅污染情况是至关重要的。在本章中,DNA功能化金纳米粒子所使用的DNA包括两种类型,一种是Pb²⁺介导的DNAzyme,其包含生物素标记的酶链E-DNA和具有典型茎环结构的底物链SS-DNA,另一种是二茂铁标记的信号DNA。在没有Pb²⁺的情况下,发夹环阻碍生物素与电极上的亲和素结合。然而,当目标Pb²⁺存在时,底链DNA分成两个片段,导致酶链在暴露在电极上,生物素与亲和素相识别,致使DNA功能化的金纳米粒子沉积在电极表面。采用微分脉冲伏安法（DPV）测量与DNA连接的双二茂铁的电化学响应信号,由于DNA功能化的金纳米粒子和纳米复合材料的信号放大特性,Pb²⁺的电化学检测信号得到了很大的改善。在最佳条件下,构建的生物传感器对Pb²⁺的测定具有较高的灵敏度和选择性,检测限为0.21 p M,线性范围为0.5 p M-50 n M,为目标Pb²⁺的检测提供了一个有前景的方案。（2）基于催化发夹组装和双二茂铁标记的双重信号放大功能的mi RNA电化学生物传感器。众所周知,mi RNA是转录后基因调控的关键,是许多疾病的一种新型生物标志物。因此,开发一种简单、高灵敏的方法来检测低丰度mi RNA十分重要。本章中,首先合成了一种新型的双二茂铁信号标记物,其含有两个二茂铁单元,将其放置在发夹DNA的两端,形成了一个可高效放大电化学信号的探针。利用催化发夹组装（CHA）技术构建的电化学DNA传感器的灵敏度比传统的电化学传感器高百倍,甚至万倍以上,并能直接对细胞中的RNA进行直接检测。将CHA技术和双二茂铁集成到此电化学生物传感器中,从而达到双重的信号放大功能。该生物传感器实现了对mi RNA-21的超灵敏检测,检测限为0.1f M,线性范围为0.2 f M-0.2 n M。本研究为mi RNA-21的检测提供了一种有效的检测方法,为今后疾病的临床诊断和治疗开辟了新的可能性。