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5-甲基胞嘧啶(5mC)广泛存在于哺乳动物基因组DNA中。5mC在TET蛋白作用下可被氧化生成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)。其中,5mC和5hmC在哺乳动物胚胎发育、基因表达等方面发挥着重要的生物学功能。与此同时,这些DNA表观遗传修饰的异常改变与癌症的发生、发展密切相关,可作为潜在的生物标志物。由于尿液取材方便,并且具有真正意义上无创伤性的优点,尿液游离DNA在疾病诊断、预后等方面得到了较多的研究。但目前关于尿液中游离DNA表观遗传修饰方面的研究有限。尿液中游离DNA含量低,如何获得足够量、高纯度的游离DNA依然充满挑战。本论文建立尿液游离DNA提取的新方法,并发展了其表观修饰分析方法。首先,发展了基于石墨化碳材料提取尿液游离DNA的固相萃取(SPE)法。该方法操作简便,样品容量大,单个自制的SPE柱可应用于200 mL尿液的提取。从80 mL的尿液中能够提取得到21 ng的游离DNA。但目前条件下,该方法还不能够完全的将杂质与DNA分离开来,需要进一步探索。其次,以二氧化硅作为吸附材料,发展了提取尿液游离DNA的方法。该方法操作简便,DNA纯度高,在相同尿液量下,提取的游离DNA量高于试剂盒。并且从提取出的健康人尿液游离DNA中可检测出5mC、5hmC、5fC三种修饰。相对标准偏差(RSD)为5.0%-15.8%。最后,利用二氧化硅提取方法结合HPLC-MS/MS检测,分析了不同人的尿液游离DNA中三种修饰的水平。结果表明,健康人尿液游离DNA中三种修饰的平均水平分别为5mC(4.5±0.3%)、5hmC(0.121±0.003%)、5fC(0.0079±0.0006%),它们之间的水平差异与哺乳动物基因组DNA中较一致。在男性和女性之间,三种修饰水平没有显著地差异。另外,在同一个体的尿液游离DNA中三种修饰的水平具有一定的波动。其中,5fC的变化较为显著。综上所述,我们发展了操作简便、廉价的基于二氧化硅提取尿液游离DNA的方法,提取出的游离DNA可用于后续的DNA表观遗传修饰分析。该方法适用于尿液样品分析数量大的相关研究,具有较好的实验室应用价值,为后续以尿液游离DNA作为癌症标志物的相关研究奠定基础。