基因工程在现代生命科学领域有着非常重要的地位,随着对基因与有关病症的了解,在分子水平上检测易感物种及基因突变,对于疾病的治疗及预测有着重要的意义。随着分子生物学和生物技术的发展,DNA分子的识别技术不断提高。DNA生物传感器的出现使对目的DNA的测量时间大大缩短,且灵敏度高、选择性好,近年来受到了人们的广泛重视。根据信号转换和检测方法的不同,DNA生物传感器可分为光学传感器、压电传感器、电化学传感器、电子学传感器等。当前,纳米技术与生物传感技术相结合是DNA传感器发展的一大趋势。纳米材料具有独特的物理和化学性质,如量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应。纳米金颗粒由于制备过程简单,粒径可控,而且具有很好的生物相容性,容易与DNA结合,成为非常适合于在DNA传感器中进行生物标记的纳米粒子。本论文利用纳米金原位生长技术,制备出新型电化学及电子学DNA生物传感器,主要内容如下:　　采用柠檬酸钠还原法制备纳米金颗粒,通过控制柠檬酸钠的加入量,制备了不同尺寸的纳米金颗粒。并选择了4 ml柠檬酸三钠与氯金酸反应所制直径15 nm左右的纳米金颗粒来进行接下来的试验。纳米金颗粒可以在APTMS修饰后的SiO2表面形成整齐、均匀、紧密的单层薄膜。通过控制金颗粒在盐酸羟胺和氯金酸溶液中的浸泡时间,使金颗粒原位生长形成不同的体积,并且在金颗粒之间形成不同的纳米间距。　　利用纳米金颗粒原位生长技术在微电极之间构建了金颗粒纳米间隙,单层金小球间纳米间隙的距离可以通过金小球的原位生长法来人为控制。我们控制金颗粒原位生长两分钟,此时纳米金颗粒的间隙距离小于所选用的DNA分子长度,因此DNA分子能够连接相邻的金颗粒,在微电极间形成电信号通路。当双链DNA被EcoRΙ特异性识别并剪切,原来形成的电信号通路被切断。对微电极进行I-V曲线扫描,能检测出探针DNA与靶DNA杂交成双链DNA及双链DNA与核酸内切酶EcoRΙ反应的电信号的变化。该电子学DNA生物传感器不仅可以检测DNA的杂交,也可以对DNA-蛋白酶反应进行检测。　　利用纳米金原位生长技术修饰玻碳电极,并用修饰后的玻碳电极检测DNA的固定、杂交。通过循环伏安曲线,可以观察到金颗粒原位生长的每一个时段的电化学特性,从而对金颗粒在玻碳电极上的原位生长进行实时监控。金颗粒原位生长使玻碳电极能十分有效的检测出DNA的固定及杂交的电化学信号变化,起到了增强电化学信号的作用。当纳米金颗粒生长到一定程度时,DNA在其表面的杂交效率会降低,通过试验我们发现纳米金颗粒原位生长5-10分钟时的玻碳电极最适合DNA的固定及杂交,利用循环伏安法能方便、快捷的检测出其电化学信号的变化。