当前,发展快速、准确的核酸检测新技术成为防控大规模疫情爆发的迫切需求。近年来,电化学DNA传感器凭借响应速度快、灵敏度高、选择性好等优点受到了广泛的关注。然而,基于DNA杂交的电化学检测方法普遍耗时较长。因此,缩短杂交时间,可以大幅度提高检测效率,进而突破现有的基于杂交的电化学DNA传感器存在的瓶颈。本论文为实现核酸快速检测,开展了以下研究。可控电场可以加速DNA的运动,增加碰撞机率,从而缩短杂交时间。本论文基于电场辅助杂交技术,建立了一种固定化的电化学DNA传感器,可以实现DNA的快速、准确检测。为了实现快速杂交检测,将经过捕获探针修饰后的工作电极进行浸泡处理,以改善工作电极表面的电荷状态,减弱其与靶标DNA的静电排斥。同时,引入肽核酸（Peptide nucleic acid,PNA）作为检测探针,它骨架是电中性的。相比于DNA探针,PNA与靶标DNA间的结合力更强,由于PNA的骨架是电中性的,PNA-DNA双链之间不存在静电排斥。通过电场的施加和PNA的引入,大幅度提高了杂交效率,可以在90 s内实现核酸的快速杂交检测。此外,当靶标DNA出现碱基错配时,PNA的结合力会迅速下降。结合邻近依赖性表面杂交技术使得该型传感器具有识别单碱基错配的能力。该型传感器有望实现快速、准确地检测DNA。上述电化学DNA传感器虽然实现了快速杂交检测,但仍存在一定的局限性。由于采用固定化的电化学检测策略,杂交过程发生在固-液两相界面,相较于均相杂交,杂交效率不高、适用性不强且电极的预处理过程耗时较长。因此,为了解决这些问题,本论文构建了一种以链霉亲和素包被磁珠为载体的电化学DNA传感器,从而实现了对靶标DNA的快速提取和检测。该型传感器采用无固定化的电化学检测策略,缩短了电极预处理的时间。利用电场辅助杂交技术实现溶液中核酸的快速杂交,即均相杂交,使得杂交效率进一步提高。电场辅助杂交90 s的杂交效果与被动杂交2 h的相当。杂交完成后形成“三明治”杂交体,使用链霉亲和素包被磁珠对“三明治”杂交体进行吸附,将靶标DNA提取出来。一般情况下的偶联过程需要30 min,利用电场辅助技术可以在5 min内实现磁珠与杂交体的快速偶联。此外,为了避免洗脱过程中出现的损耗,将碳纳米管和吡咯修饰到磁性工作电极表面,以改善工作电极的导电性,无需酶的使用即可实现免洗脱电化学检测。整个核酸提取和检测过程仅需400 s,用时较短;检测限为10 p M,灵敏度较高;具备识别两碱基错配的能力,特异性较高。更重要的是,在复杂溶液环境中也表现出较好的检测性能。该型电化学DNA传感器的成功构建在分子生物学、分子诊断、检验检疫和食品安全等领域具有重要意义,为新冠病毒及其它常见病原微生物的现场快速检测提供了新的检测思路和技术支撑。