生物传感器是一类对生物化学物质敏感并能将其浓度或者活性转变为可以检测信号的装置。生物传感器的识别元件是一些生物敏感材料（如酶、抗体、抗原、核酸、组织、细胞、微生物等）,通过适当的理化换能器及信号放大装置将待测的生物信号转换成声、光、电等可检测的物理信号来实现对样本中待测物的检测。目前常用的有电化学、光学、热学和质量生物传感器。其中,电化学生物传感器便是一种较为理想的检测方法。首先基于生物电极电化学生物传感器采用固体电极和生物活性材料组装。接着,固定在电极表面的生物敏感分子,通过特异性的分子识别,识别并捕获目标分子。作为一种信号转导器,该生物电极可以将识别反应信号导出,转变成可以检测的电化学信号,从而实现定量或定性分析的目的。电化学生物传感器作为生物传感器的一个重要分支,具有设备简单、体型小、灵敏度高、特异性好、操作简单、分析速度快、成本低廉等优势。因此在检验医学领域,特别是床旁检测（point of care testing,POCT）中具有潜在的应用前景。对于电化学生物传感器而言,发现能够提高电极性能的修饰材料至关重要。石墨烯作为二维纳米材料,是由碳原子构成的一种单层片状结构,它拥有独特的理化性质:体表比大、电子迁移率高、热传导性高、机械强度高使其成为备受关注的电极修饰材料。目前大多是用还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide,RGO）来作电化学传感石墨烯材料,还原后的氧化石墨烯（graphene oxide,GO）不仅具有良好的导电性和大的体表比,也含有结构缺陷和功能基团,可作为一种理想的电极材料。在氧化石墨烯还原的方法中,电化学还原氧化石墨烯（electrochemical reduced graphene oxide,ERGO）相比于传统的化学还原法而言更快速、简单、经济、对环境污染小。同时,由于金纳米颗粒（gold nanoparticles,AuNPs）拥有生物分子的高亲和性和高承载量,适配体拥有与其配体的强亲和力与高特异性,因此本研究设计在AuNPs-ERGO的纳米复合材料上固定适配体来完成生物分子的检测。除了寻找合适的电极修饰材料,还可以通过一些信号放大方法,如聚合酶链式反应、环介导等温扩增法、滚环扩增、杂交链式反应、引入酶和信号标记分子来提高电化学生物传感器性能。因此,本研究构建了一种基于末端脱氧核苷酸转移酶（terminal deoxynucleoside transferase,Td T）和银纳米簇（Ag nanoclusters,Ag NCs）信号放大的电化学DNA传感器。本研究采用了以上提高电化学生物传感器性能的方法,并基于此实现了对多巴胺（dopamine,DA）和DNA的电化学检测。具体内容如下:第一章:基于还原的氧化石墨烯-金纳米颗粒的电化学适配体生物传感器对多巴胺的检测本实验通过电化学还原氧化石墨烯和电化学沉积AuNPs将ERGO-AuNPs纳米复合材料修饰在玻碳电极（glassy carbon electrode,GCE）表面,然后将巯基化的适配体通过Au-S键固定在AuNPs上,通过检测DA与适配体结合前后电化学信号的变化检测DA。结果显示,该传感器在DA浓度范围0.5-20μmol/l内,DA的峰电流与ΔI（不同浓度DA的峰电流与空白对照的峰电流的差值）呈良好的线性关系,检测限为0.13μmol/l（3σ/S）。另外,在DA、尿酸（uric acid,UA）、抗坏血酸（ascorbic acid,AA）共存的情况下,该传感器还可以高选择性地加以区分。最后,该传感器还具有较高的重现性和稳定性,能够在人类样本血清中对DA进行检测,为疾病诊断提供了一个非常有潜力的检测平台。第二章:基于末端脱氧核苷酸转移酶和银纳米簇信号放大的电化学DNA传感器本实验将AuNPs电化学沉积在玻碳电极上,将巯基化的DNA探针通过Au-S键固定AuNPs上,然后加入互补的目标DNA与DNA探针杂交。当加入Td T酶时,由于该酶能特异性地识别目标DNA的3′-OH端,以三磷酸脱氧腺苷（deoxyadenosine triphosphate,d ATP）为原料延伸目标DNA,然后再加入与目标DNA延长链部分杂交的DNA小片段,最后再加入AgNO₃和Na BH₄,在DNA小片段未杂交的富含胞嘧啶的序列上形成Ag NCs。AgNCs可以高度催化H₂O₂产生特征性的氧化还原峰从而完成对目标DNA的检测。实验表明AuNPs修饰层能加速电极表面的电子迁移反应,且实验具有一定的可行性。由于本课题只是初步构建了基于TdT和AgNCs信号放大方法的电化学DNA生物传感器,在今后的研究中,还会继续深入灵敏度,特异性以及临床血液,尿液,细胞等实际样本的研究。