本论文通过研究DNA多生物传感器分别采用了电化学阻抗以及方波伏安法等技术。在实验中,我们分别对这三种传感器的制作方法、检测最优条件、DNA自组装条件、DNA杂交条件以及电化学传感器的响应性能等进行了研究。本论文的主要内容包括：1.一种简单的免标记的基于DNA多层夹心结构检测DNA寡核苷酸链的电化学生物传感器本工作设计开发了一种免标记的DNA生物传感器,本传感器基于DNA多层夹心结构并且通过使用铁氰化钾为外部探针,方波伏安法为测量方法来达到免标记的目的。我们设计了一种信号增强的传感器。在此传感器甲,当目标不存在于溶液中时,联接探针不会与电极表面的捕获探针进行杂交,由此来降低传感器的背景信号以提升其灵敏度。当目标存在时,目标DNA的前半段会与联接探针的后半段杂交,后半段与另一个联接探针的前半段进行杂交,由此形成一种链式的多层夹心结构,同时电极表面的捕获探针的碱基序列与联接探针的碱基序列一致,由此将一定数量的DNA多层夹心结构捕获在电极表面。同时我们通过冷凝胶电泳实验验证了DNA多层夹心结构的形成。又因为DNA磷酸骨架带负电荷,阻碍溶液中电子传递到电极表面。当目标越多时,电极表面的DNA多层夹心结构就会越多,电子传递的速率越慢,电化学阻抗就越大。由此我们成功设计了一种免标记的基于DNA多层夹心结构的检测DNA寡核苷酸链的电化学生物传感器。该传感器具有良好的灵敏度和选择性,检出限为1.7nM。2.一种信号降低型多层夹心结构的免标记电化学生物传感器在这里我们报道了一种信号降低型的多层夹心结构的免标记检测DNA寡核苷酸链的生物传感器.本传感器使用六氨合钌作为外部探针,使用方波伏安法进行检测。在这个新型的多层夹心结构中,一共含有4种联接探针,它们分别为L-1,L-2,L-3和L-4。L-1的一端标记了巯基,用来自组装到金电极的表面。联接探针L-2和L-3能够相互杂交形成一长串的多层夹心结构,本传感器通过这些多层夹心结构来提高灵敏度。联接探针L-4能同时与L-1以及形成多层夹心结构的L-2互补杂交,使多层夹心结构固定在电极表面。又因为L-4与目标DNA序列为全互补序列,L-4与目标杂交成双链后的解链温度Tm值大于L-4与L-1以及多层夹心结构所形成的双链解链温度。所以当目标存在时,L-4与目标杂交成全互补的双链,L-4与目标DNA所形成的的双链解链温度高于L-4与L-1与L-2所形成的多层夹心结构,因此使得原本固定在电极表面的多层夹心结构离开电极。带正电的信号分子六氨合钌能被带负电荷的DNA磷酸骨架吸附,由此,固定在电极表面的多层夹心结构能够吸附大量的信号分子。当目标存在时,由于L-4与目标杂交而使得多层夹心结构离开电极表面,导致电极表面所吸附的信号分子减少,检测到的电化学信号降低。基于以上结果我们成功地设计了一种信号降低型的多层夹心结构的免标记的检测DNA寡核苷酸链的生物传感器。该传感器具有良好的灵敏度和选择性,检出限为2.4nM。3.基于新型DNA多层夹心结构测定DNA寡核苷酸序列的免标记的电化学生物传感器在此,我们设计了一种新的多层夹心结构来检测DNA寡核苷酸链。本传感器通过使用六氨合钌作为外部探针,使用方波伏安法进行检测来达到免标记的目的。在这种新的多层夹心结构中含有两种联接探针,他们分别被命名为C-1和C-2。C-1的5端标记了巯基,以便于自组装到金电极表面。联接探针C-2的结构为,在一个DNA序列的两端分别含有2个独立的分子信标结构。当目标不存在时,C-2的这种结构会使它不与电极表面的C-1杂交。当目标物存在时,目标会与C-2中间部分互补杂交,由此将C-2中的两个分子信标打开。被打开的C-2的首尾端能够通过自我相互互补配对形成一系列连续的多层夹心结构并被C-1捕获到电极表面以此放大信号。用六氨合钌为信号探针,采用方波伏安法来检测电极表面DNA分子所吸附的六氨合钌的电化学信号。电极表面带负电的DNA磷酸骨架能够吸附正电的六氨合钌信号分子,电极表面的DNA分子越多,检测到的六氨合钌电化学信号就越大。由此设计了一种新型的多层夹心结构的免标记的检测DNA寡核苷酸链的生物传感器。该传感器具有良好的灵敏度和选择性,检出限为17pM。