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核酸适体是一段寡核苷酸链或多肽分子,它们以高亲和力结合特定的靶分子,被认为是抗体的潜在替代品,在基础研究和实际样品分析中具有广泛的应用前景。电化学检测技术作为一种成本低廉、操作简单、灵敏度高、背景信号低的检测方法,已被广泛应用于生化领域的分析检测。电化学生物传感器与DNA分子逻辑门的结合对于实现DNA分子逻辑的实用化具有重要意义。本文旨在通过利用电化学检测技术构建基于核酸适体的光诱导可再生型生物传感器和DNA分子逻辑门,并用于检测生物分子。本论文的主要研究内容如下:(1)构建了基于核酸适体的光诱导可再生型电化学传感器用于检测三磷酸腺苷(ATP)。通过将偶氮苯插入到ATP适体链并修饰在金电极上,制备了光响应的ATP适体传感器。在与目标分子ATP结合后,适体构象转变为发夹结构。在紫外光照射下,偶氮苯结构经历反式-顺式异构化,适体的发夹结构将通过四对碱基的解离而解构,通过这种方式实现传感器的再生。在最优条件下,该传感器的电化学响应信号与ATP浓度的对数在1 nmol/L～100 μmol/L范围内呈线性关系,检出限为0.50 nmol/L(S/N=3)。此外,该传感器具有良好的选择性,可检测大鼠脑皮质微透析液中的ATP。(2)设计了基于G-四链体结构的光诱导可再生型电化学适体传感器用于检测凝血酶(thrombin)。插入偶氮苯的凝血酶适体传感器,与靶标分子凝血酶结合后形成G-四链体结构,通过紫外光照射引起偶氮苯构型的转变,打开适体的折叠区以实现传感器再生。实验结果表明,在5pmol/L～5 μmol/L范围内凝血酶浓度的对数与电化学响应信号呈良好线性关系,检出限为0.31 pmol/L(S/N=3)。同时,该传感器对凝血酶的检测具有良好的选择性。(3)构筑了光诱导可再生型电化学适体传感器用于检测血小板衍生生长因子BB(PDGF-BB)。同时,以紫外光和盐酸胍为输入信号,构建了“NOR”型DNA分子逻辑门。将插入偶氮苯的PDGF-BB适体修饰在金电极上,当核酸适体与PDGF-BB特异性结合时,形成“假结”结构。通过紫外光照射和盐酸胍的作用,将适体的“假结”结构打开,从而实现该传感器的再生。研究结果表明,该传感器在5 pmol/L～500 nmol/L浓度范围内电化学响应信号与PDGF-BB浓度的对数呈线性关系,检出限为0.28 pmol/L(S/N=3),并对PDGF-BB的检测具有良好的选择性。该适体传感器可测定大鼠脑皮质微透析液中的PDGF-BB。