蛋白质的异常表达与多种疾病的发生发展密切相关,如癌症等疾病在初期异常蛋白质表达量很小,不易于检测,因此发展对疾病相关蛋白质的高灵敏度、快速准确的检测技术对于疾病的早期诊断、有效治疗和公众健康水平的提高等具有重要意义。　　 本文以凝血酶核酸适体为模型,利用核酸适体的优异性能和DNA电荷传导的特殊性质,开发了两种新型基于DNA电荷传导的核酸适体生物传感器。分别实现了未稀释血清中凝血酶的高灵敏度检测和单个凝血酶分子的实时检测。　　 第一种核酸适体生物传感器是将凝血酶核酸适体整合到一段由两条单链DNA组成的双链DNA片段中,其中一条单链DNA包含凝血酶核酸适体序列并在其5’端标记荧光染料分子,而互补链的5’端则标记一个空穴注入剂分子。当用紫外光照射时,空穴注入剂分子被激发到其单线态,并伴随着生成一个正电荷(即空穴)。这个空穴沿着双链DNA的∏堆积结构传递,最后到达标记在末端的荧光染料分子,使其氧化淬灭。当有凝血酶分子存在时,凝血酶与核酸适体结合,导致DNA双链解链。DNA解链之后,空穴注入剂分子产生的空穴不能沿着DNA的π堆积结构传递,因此荧光染料分子不会被氧化,其荧光强度保持不变。不同量的靶标蛋白质分子将会使不同量的DNA双链解旋,因此测得的荧光强度与凝血酶浓度是成比例的。利用这种浓度与荧光信号强度的关系,通过测定体系的荧光强度,从而实现对凝血酶高灵敏、高选择性的检测。而且这种方法能用于未稀释血清中凝血酶的直接检测,最终检测限达到1.3pM,线性范围为5pM-5nM。　　 第二种核酸适体生物传感器是将单根单壁碳纳米管用氧等离子体切断,利用切断部位生成的羧酸根,将两端修饰了氨基的凝血酶核酸适体连接在碳纳米管之间。核酸适体的大小与单壁碳纳米管的直径接近,当将核酸适体连接在碳纳米管之间时,只能连接一个核酸适体分子。当连接在碳纳米管中间的凝血酶核酸适体与凝血酶结合时,由于凝血酶与核酸适体发生相互作用,因此凝血酶核酸适体不仅构象会受到一定程度的影响,而且由于蛋白质的存在也会改变其周围的电荷分布。在这种情况下,其栅电势与没有凝血酶存在时差别是非常大的,这样就影响电流的大小。利用这种结合凝血酶和未结合凝血酶两种状态之间的电流差异,实现了凝血酶的检测。将结合的凝血酶洗脱之后,凝血酶核酸适体周围的电荷分布随之恢复,电流也就恢复到初始状态。将该装置结合微流控技术实现了单个蛋白质分子无标记、实时、可循环的检测。　　 本文中的两种基于DNA电荷传导的核酸适体生物传感器都具有很好的通用性,并为临床或者基础研究中在复杂生物质体系中检测蛋白质或者其他靶标分子,以及研究细胞内氧化还原反应提供了一种新的思路。