随着人类工业文明的发展,环境污染逐渐加重,对生态环境造成严重破坏。在所有污染物之中,重金属是一类典型的污染物,对人类健康造成了严重威胁。面对严重的污染现状,人类对自身的健康状况也越来越重视,因此,发展快速、简便、可靠的金属离子的检测方法对环境检测、食品监督和健康医疗等领域的发展具有重要的现实意义。电化学方法是一种简单快速、灵敏度高和易于便携化的检测方法,被广泛应用于生命分析、环境分析和食品分析等领域。特别是近年来随着生物化学和纳米科学领域的迅速发展,许多基于生物分子和纳米材料的电化学传感器被开发出来,提升了电化学分析方法的选择性和灵敏度等,并拓展了其应用范围。本论文将电化学和DNA生物传感器结合起来,利用核酸染料作为信号增强剂用于增强电极表面的响应信号,构建了电化学DNA传感器用于Hg²⁺和Na⁺的检测。开展的工作如下:1、建立了一种基于核酸染料增强的一次性电化学传感器,用于水中汞离子(Hg²⁺)的无标记检测。将一端带有巯基的DNA捕捉链固定在金纳米修饰的丝网印刷碳电极（SPCE）的表面,在Hg²⁺存在时,DNA捕捉链中的T-T碱基会形成T-Hg²⁺-T错配而使DNA链折叠。当加入核酸染料Gel Red（GR）时,GR会嵌入到折叠后的DNA链中,从而使电极表面对于[Fe（CN）₆]^3-/4-的静电斥力减小,使其电流信号大大升高;当没有Hg²⁺存在时,GR与单链DNA的作用不明显,电流信号基本不变化,基于[Fe（CN）₆]^3-/4-电流的变化可对Hg²⁺进行定量检测。考察了影响传感器性能的几个因素,包括金纳米的电化学沉积时间、DNA捕捉链的浓度、Hg²⁺的孵育时间、染料种类、染料浓度和染料的孵育时间等。在最佳实验条件下,该一次性电化学传感器检测Hg²⁺的线性范围为0.1-500 n M,检出限为0.04 n M。相较于报道的其它基于T-Hg²⁺-T的DNA传感器,该方法操作简便、无需标记,且灵敏度高无需信号放大步骤。使用该传感器对自来水和河水样品进行加标实验,加标回收率在81-114%之间,有望应用于水体中Hg²⁺的现场检测。2、建立了核酸染料增强的特异性识别钠离子（Na⁺）的DNA酶电化学生物传感器,用于检测血液中的Na⁺。Ce13d是一种可以特异性识别Na⁺的DNA酶,将其通过Au-S作用修饰到金电极表面后,Ce13d可以识别并结合溶液中的Na⁺,从而造成Ce13d的局部碱基折叠。折叠效应使带正电荷的核酸染料SYBR Green I（SG）分子嵌入到DNA中去,金电极表面对于[Fe（CN）₆]^3-/4-的静电斥力减小,导致其电流信号升高,基于[Fe（CN）₆]^3-/4-的电流信号的增加可以检测溶液中的Na⁺。针对Ce13d本身结构的变化对染料嵌入的影响用荧光光谱法进行了研究,发现增加或者减少Ce13d茎部的碱基数量会对Ce13d结合Na⁺前后的构象产生影响,推测是Ce13d茎部的碱基数量会影响DNA酶结构的稳定性。用脉冲伏安法（DPV）法对Na⁺进行检测,发现峰电流信号与Na⁺的浓度之间呈线性关系,其线性范围为10-50 m M,检出限为4.83 m M。本方法利用基于核酸染料的DNA酶电化学传感方法检测Na⁺,具有操作简单、无需标记的优点,有望用于血液中Na⁺的检测。