核酸是生命的基本物质之一，承载着生物体的遗传信息。在生物体的生长、繁衍等过程中起到决定性作用。遗传物质的改变（基因突变）会引起生物体形态和代谢过程发生变化，甚至引起生物体的死亡。因此快速且灵敏的检测核酸序列及研究基因编辑相关蛋白功能在生物探索、药物开发和疾病早期诊断等领域具有重要的科研和经济价值。然而传统的分析手段和工具由于存在灵敏度低、特异性差、耗时长以及需要昂贵仪器等缺点，限制了它们的应用范围。因此开发新型高灵敏、特异和低成本的核酸和蛋白检测方法成为了近年来科学家追求的目标。　　本工作致力于解决以上科学问题，以核酸和蛋白为研究对象，结合核酸工具酶、电化学发光、以及微流控芯片等技术，建立了一系列核酸和蛋白检测平台，在核酸定量分析和蛋白功能研究等方面取得了新的进展。本工作主要研究成果包括以下几个方面:　　(1)癌症是严重危害人类健康的主要疾病之一。近年来，我国癌症发病率呈逐年升高趋势。越早发现癌症，病人的存活几率越高。研究表明很多癌症的发生、发展过程中，都伴随着microRNA的异常表达。因此microRNA有望成为一种癌症早期诊断的标志物。本研究首次构建了一种基于碱基堆积原理与电化学发光微流控平台结合的microRNA检测方法，实现了对microRNA的快速、灵敏和特异的检测。由于反应过程中不需要温度的变化和酶的参与，并且全程为仪器自动化控制。因此有效降低了手动操作带来的误差，并大大提高了检测效率。有望成为一种可靠的床旁检测方法。同时，基于电化学发光低背景信号、线性范围宽等特点，本方法对于miR-21的检测灵敏度达到1fmol，线性范围11.1fmol到0.9pmol。　　(2)近年来，核酸等温扩增技术越来越受到研究者们的关注。由于其不需要复杂的控温设备，因此是现场检测的首选技术。其中等温链置换扩增技术(iSDA)是一种快速而稳定的核酸扩增方法，但扩增效率较低、无法有效区分单碱基错配限制了其在生物和医学检测领域的应用范围。因此本研究基于碱基堆积原理和小立足点(toehold)诱导的DNA链置换反应，开发了一种新型引物“Invading Stacking Primer”。此引物有效的提高了等温链置换扩增反应的扩增效率，并且可以显著区分单碱基错配的microRNA。这种引物设计方法有望在未来应用于更多的扩增反应中。　　(3)CRISPR-Cas9基因编辑系统由于其具有设计简单、应用面宽广和低成本等优点，近年来广受关注。但是CRISPR-Cas9系统存在一定的脱靶问题，造成非靶位点染色体发生易位、删除及反转，因此在基因组中快速寻找合适的靶位点成为了研究者面临的难题。传统方法是将含有Cas9基因和sgRNA序列的质粒注射入细胞中，待基因编辑行为发生后，通过Cruiser酶等检测突变率。此方法耗时长、成本较高。因此我们发展了一种基于电化学发光探针的CRISPR-Cas9系统功能快速评估方法。在质粒导入细胞前即可预测设计靶点的剪切效率和脱靶率，大大提高了实验效率。