遗传病种类多，治疗难度大，不仅严重危害患者的健康，而且给患者及其家庭乃至社会带来沉重的负担。在众多遗传病中，单基因遗传病是由单基因突变所致，虽然发病率不高，病种也相对少见，但由于其遗传性，即家族再发风险较高，因而危害极大。先天性软骨发育不全症（ACH）与雷特综合征（RTT）是两种较为常见的危害较大的单基因遗传病,其致病基因分别是成纤维生长因子受体3（FGFR3）基因和甲基CpG结合蛋白2（MECP2）基因，二者发生点突变可导致ACH与RTT的发生。现阶段，核酸分子杂交、PCR和DNA测序是常用的单基因遗传病的检测技术，但这些技术需要先进的诊断仪器，对实验人员的实验操作及专业背景知识要求也较高。因此，研发新的精准快速的基因突变检测技术对于临床上遗传病的即时诊断具有重要的现实意义。电化学传感技术是一种将生物分子识别技术与电化学传感系统结合的技术，具有低成本、灵敏度高、稳定性好及操作简便等优点，在检测疾病相关生物分子方面受到广泛关注。由此本文通过使用不同纳米信标，构建新型电化学DNA传感器，实现对ACH和RTT两种单基因病相关致病基因（FGFR3和MECP2）点突变的快速精准检测，以期为临床遗传病基因检测提供新的途径。课题的主要研究内容和结果如下：　　一、基于hemin-MOFs/PtNPs纳米信标的DNA传感器的构建及对FGFR3突变位点的检测研究　　采用含铁金属有机框架（Fe-MOFs）包裹的氯高铁血红素（hemin），并修饰铂纳米颗粒（PtNPs）形成新型纳米信标（hemin-MOFs/PtNPs），金纳米颗粒结合链霉亲和素（streptavidin/AuNPs）作为传感器表面修饰材料构建信号放大电化学DNA传感器，用于血清中FGFR3基因突变位点的检测。首先以还原性氧化石墨烯-四乙烯五胺（rGO-TEPA）修饰传感器表面，然后在rGO-TEPA表面沉积一层AuNPs并结合SA用于连接生物素标记的探针。同时，以 hemin-MOFs作为载体，固载大量PtNPs，合成的hemin-MOFs/PtNPs新型纳米信标具有卓越的催化性能。在最优实验条件下，构建的电化学DNA传感器展现出灵敏度高（最低检测限为0.033 fM）、重现性与稳定性好、特异性强以及检测范围宽（0.1 fM~1 nM）等特点。最后，通过加样回收实验得到回收率为97.4%~105.2%。该结果表明该传感器可快速精确识别血清中FGFR3突变位点，具有潜在的临床检测应用价值。　　二、基于PdPt-melamine网状结构纳米信标的DNA传感器构建及对MECP2突变位点的检测研究　　采用钯铂双金属纳米枝晶（PdPt NDs）结合三聚氰胺（melamine）形成的网状结构纳米信标（PdPt-melamine networks）、电沉积金纳米花（AuNFs）作为传感器表面修饰材料，构建了新型电化学DNA传感器，用于血清中 MECP2基因突变位点的检测。研究基于信号探针结合的PdPt-melamine networks（SP-PdPt-melamine networks），通过催化底液中的过氧化氢（H2O2）来加速电化学活性物质的电子转移，从而实现信号放大。一方面，电极表面电沉积 AuNFs，不仅能增加传感器的导电性能，而且因为AuNFs具有好的生物相容性，可以将大量捕获探针（CP）固载在电极表面，从而能结合不同浓度的目标 DNA序列。另一方面，通过SP与目标DNA序列结合，引入PdPt-melamine networks并最终构建了一种信号放大的电化学DNA传感器实现对MECP2基因突变位点的灵敏检测。基于这种信号放大策略构建的电化学DNA传感器对目标DNA序列的线性响应范围为1fM~1 nM，最低检测限为0.33fM，加样回收率达95.7~100.3%。表明该传感器可以应用于血清中 MECP2突变位点的检测。　　综上所述，本课题为实现高灵敏与高选择性检测单基因突变位点提供了新的思路。主要创新点是：1）首次利用生物素-亲和素系统、hemin-MOFs/PtNPs构建电化学DNA传感器，实现了对FGFR3突变位点的精确、超灵敏检测。该传感器为极低丰度的基因突变序列的检测提供了新的思路。2）首次利用 AuNFs作为传感器界面修饰材料、PdPt/melamine网状结构作为信号放大纳米信标构建一种简单且灵敏的电化学DNA传感器，实现了对MECP2突变位点的检测。该DNA传感器构建简便，灵敏度高，特异性强，为实现基因突变位点的快速精确检测再次提供了新方案。