DNA电化学生物传感器广泛应用于基因组学、环境监测、药物筛选、食品分析等领域,尤以生物医药和生物领域发展迅速,具有广阔的临床应用前景。这些生物传感器的信号来源一般有生物酶、仿生酶的催化、外加小分子和直接式信号。本论文将电化学活性分子标记的DNA作为直接式信号,结合滚环扩增制备多核DNA walkers用于信号放大,实现高特异性、高灵敏的目标基因检测。同时基于直接式信号的无试剂DNA电化学传感器,利用目标基因诱导构型变化实现深海原位功能基因的检测,具体工作如下:（1）发展了一种绑定的多足DNA walker用于目标DNA高灵敏度、高选择性检测,主要通过滚环扩增反应在延长链上产生多核DNAzyme,进而触发步行进行信号放大。设计了一个三组分DNA复合物,既作为摆臂/步行链和滚环扩增的引物链,又作为目标DNA的识别元素。通过比较单足DNA walker和多足DNA walker的测试性能,证明了多足DNA walker不仅剪切速率快,而且使用较低的摆臂链和轨道链的比例。因此,本工作提出的DNA电化学生物传感器不仅展示了新颖的基于多核DNAzyme绑定的多足DNA walker的构建方法,也为生物传感中的信号放大开辟了新方向。（2）设计和构建多通道无试剂DNA电化学生物传感平台用于深海原位功能目标基因的同时检测。根据功能目标基因序列设计一步反应的探针结构并在低温高压下进行测试验证;在仪器设计、封装方面,围绕数据传输、保存和仪器控制,开发不同模块,确定了基因传感器的结构组成和设计细节,并对其进行封装和耐压实验,之后以期能够进行水池联调实验,并进一步搭载着陆器进入深海工作,用于实现深海功能目标基因的原位检测。