近年来,随着各种疑难病症的出现,疾病DNA的检测在分子诊断、基因治疗及早期癌症发现等领域受到越来越多的关注。因此设计一种新型的,简单、灵敏检测特定DNA序列的检测方法实为重要。与传统检测DNA的方法相比,用电化学方法构建的生物传感器具有反应迅速、灵敏度高、选择性好、设计简易、仪器小型化、价格低廉等优点。核酸内切酶能识别并剪切双链DNA中的特定序列,利用核酸内切酶与双链DNA的特异性识别作用,可以提高检测DNA的灵敏性和特异性。本文将限制性内切酶结合辣根过氧化物酶和量子点的信号标记作用应用于DNA检测领域。检测原理是探针DNA与不同浓度的目标DNA杂交形成双链能被限制性内切酶识别并剪切,电极上残留的信号与目标DNA的浓度成反比,并基于此实现了对结核分枝杆菌DNA的灵敏检测。SnSe2空心球能固定乙酰胆碱酯酶能保持其生物学活性,基于辛硫磷对乙酰胆碱酯酶活性有抑制作用,构建了检测辛硫磷的生物传感器。十一酸包裹的Fe304纳米粒子在外界磁铁作用下吸附在电极表面时对电极表面修饰的亚甲基蓝的电化学信号产生影响,改变了电极表面的物理性质,抑制了亚甲基蓝的信号传导。主要内容如下所示：1.本章基于MspI核酸内切酶的特异性识别作用和辣根过氧化物酶作为信号物质,构建了一种新颖的检测结核分支杆菌(Mtb) DNA的电化学生物传感器。在此种方法中,捕捉探针DNA(5’端标记巯基,3’端标记生物素)通过硫金键固定在金电极上,辣根过氧化物酶标记的链霉亲和素通过与探针DNA另一端的生物素作用可以牢固地连接在探针DNA链上。当目标DNA与探针DNA杂交形成双链,内切酶MspI能识别双链中的特定序列,并将辣根过氧化物酶标记的DNA双链片段剪切脱离电极表面,导致产生电化学信号的物质减少,电化学信号降低。信号降低值与目标DNA的浓度之间存在线性关系,从而实现对MtbDNA的定量检测。构建的这种电化学传感器对Mtb DNA检测的线性范围是1×10-11到1×10-7M,检测限为2.3pM。该方法显示出了令人满意的检测效果,将来有可能用于临床诊断方面。2.本章以MspI核酸内切酶对双链DNA特定序列的特异性识别作用和电沉积金的信号放大为基础,构建了一种识别和检测Mtb DNA的电化学传感器。在此种方法中,探针DNA(5’端标记巯基,3’端标记生物素)通过硫金键固定在电沉积金修饰的玻碳电极上,CdSe量子点标记的链霉亲和素通过与探针DNA3’末端的生物素作用可以牢固地连接在捕捉探针DNA上。当目标DNA与探针DNA杂交形成双链,内切酶MspI能识别双链中的特定序列,并将CdSe量子点标记的DNA双链片段剪切脱离电极表面,导致电化学信号降低。电极上残余的信号,可以在0.1M的硝酸中浸泡2h后,依靠铋膜修饰的玻碳电极用方波伏安法读出溶出Cd2+的电化学信号。电化学信号值与目标DNA的浓度之间存在线性关系,从而实现对Mtb DNA的定量检测。该方法对Mtb DNA检测的线性范围是1×10-14到1×10-9M,检测限是8.7x10-15M。这种检测方法灵敏度高,特异性强,能识别单碱基错配。3.本章描述了一种将乙酰胆碱酯酶固定在SnSe2空心球上检测辛硫磷的简便方法。用水热法合成了SnSe2空心球,并用透射电镜对其表征。固定的乙酰胆碱酯酶能保持其生物学活性,催化乙酰胆碱为胆碱,胆碱被氧化产生可检测的信号。基于辛硫磷对乙酰胆碱酯酶活性有抑制作用这个机理。在最佳检测条件下,这种传感器对辛硫磷检测的线性范围是0.008～56μg/mL,检测限为0.004μg/mL。这种新型的传感器有良好的稳定性和重现性。这项工作表明SnSe2空心球可以作为固定乙酰胆碱酯酶的理想载体并用于构建相应的传感器。4.本章中我们合成了十一酸包裹的Fe304纳米粒子,考察了Fe304粒子在外界磁铁作用下吸附和远离电极表面时对修饰在电极表面的亚甲基蓝的电化学信号的影响。实验发现,在磷酸缓冲液单相体系中,随着Fe304纳米粒子反复远离和吸附在电极表面,体系中亚甲基蓝的信号会逐渐减弱,说明当磁铁位于实验装置下方时,吸引四氧化三铁粒子吸附在电极表面,改变了电极表面的物理性质,抑制了亚甲基蓝的信号传导。