PIK3CA H1047R突变作为一种常见的具有极高特异性的肿瘤生物标记物,对肿瘤的早期诊断、耐药筛查和个体化治疗都具有重要意义。肿瘤基因突变多为发生在实体瘤中的体细胞突变,突变型DNA往往混杂在大量的野生型基因组背景中。并且,PIK3CA H1047R突变在某些临床样本中的含量可能极低,现有的检测手段难以对其进行简单、快速、高灵敏的检测,给肿瘤的临床诊治造成了困难。为了实现在野生型基因组背景下对DNA突变灵敏特异的检测,本课题结合NsbI限制性核酸酶介导的链置换扩增(NsbI-SDA)和DNA四交联体,建立了一种新型电化学突变传感器,以满足对低丰度基因突变检测的实际需求。本课题首先结合NsbI限制性核酸酶和SDA反应设计了一种突变识别放大体系。NsbI酶对突变序列的识别和切割,突变片段的切割产物被释放并且启动下一阶段的SDA反应。SDA反应产生大量的连接链以放大生物学信号。其次,本课题还设计了一种新型的DNA纳米结构(DNA四交联体)。该纳米结构可通过连接链的桥连作用连接于电极表面,在电极表面形成三明治样的夹心结构;并且,该纳米结构能够吸附大量的电活性物质(亚甲基蓝)以产生电化学信号。这种夹心样结构的电化学生物传感器能够特异的检测目标基因的突变,检测限(LOD)为0.001%。此外,该传感方法可用于测定稀释人血清样本中的突变基因,这表明其在基因分析和临床疾病诊断中也具有潜在的应用价值,为肿瘤等重大疾病的临床诊断和个体化治疗提供了强有力的技术支持,为进一步探索分子诊断新技术提供了新的思路。