DNA,脱氧核糖核酸,是体内所必需的三大分子(连同RNA和蛋白质)之一,对所有已知的生命形式至关重要。最近几年,核酸作为识别和监测生物分子的工具,其应用日益增多。传统的DNA检测方法既费时又费力。因此,建立快速、灵敏和简便的DNA检测方法是非常有必要的。由于电化学DNA生物传感器具有使用简便、响应快速、成本低和设备价格低廉等独特优势,能克服传统方法的局限性,将DNA检测带入一个新时代。本课题主要研究电化学生物传感器对DNA检测的新方法,该方法能够高灵敏和高特异性的检测DNA,为临床诊断、食品安全、生物威胁和环境监测等领域的DNA检测提供有力的工具。本研究主要包括以下两部分：1.基于滚环扩增和金纳米技术实现沙门氏菌快速和超灵敏检测的电化学新策略结合滚环扩增和金纳米探针双重放大技术,本研究建立了一种快速和超灵敏检测沙门菌的新颖的电化学传感策略。首先,靶DNA被固定在电极表面的探针1特异性捕获。然后将预先制备好的环化产物加到电极上形成典型的三明治结构。在dNTPs和phi29 DNA聚合酶存在下,可滚环扩增产生微米级的包含串联重复序列的单链DNA分子。最后,金纳米检测探针能与滚环扩增产物特异性互补结合,导致酶促电化学信号的产生。在最优的实验条件下,本研究设计的电化学传感器在靶DNA浓度为10aM-10 pM内呈现出良好的线性关系,并且有超高的灵敏度,最低检测限为6.76 aM。同时,此方法被用于实际样本牛奶中沙门菌的检测,最低可检测6 CFU mL-1的细菌。因此,该电化学生物传感器可以为临床诊断、食品安全和环境监测等领域提供强有力的工具。2.基于核酸外切酶Ⅲ辅助循环扩增和错配型茎环催化自组装技术高灵敏和高特异性检测通用型DNA基于核酸外切酶Ⅲ辅助循环扩增和错配型茎环催化自组装双重放大策略,建立了一种新颖的高灵敏和特异性的DNA检测方法。在本实验中,靶DNA首先与茎环H0通过碱基互补配对相结合,形成3’-平末端。核酸外切酶Ⅲ能识别3’-平末端进而逐步催化去除单核苷酸,释放出靶DNA和输出DNA。释放的靶DNA又能进入下一个杂交和裂解过程(循环Ⅰ)。输出DNA能与茎环H1结合,打开H1的茎环结构。接着茎环H2与被打开的茎环H1结合,释放出输出DNA,其能促发下一个茎环催化自组装循环和H1-H2复合物的形成(循环Ⅱ)。最后,金电极上的捕获DNA能特异性地与H1-H2复合物杂交,导致酶促电化学信号的产生。在最优实验条件下,本研究设计的传感器在靶DNA浓度为100fM-5 nM内呈现出良好的线性关系,最低检测限为92 fM。该方法已成功应用于人正常细胞总DNA和血清样本中DNA的检测。本传感策略有望成为临床诊断和治疗、病原菌检测和环境监测等领域检测DNA的强有力工具。