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DNA是遗传信息的载体,因而高灵敏度、高选择性的检测特定碱基序列的DNA在临床诊断、病理学和遗传学的研究中具有重要意义。在众多的DNA检测方法中,电化学DNA生物传感器凭其廉价、简单、便携等优点在DNA的检测方法研究中表现出极大的潜力。一般来说,目标DNA在样品中的含量都较低,所以有必要通过信号放大的方式来提高传感器的灵敏度。金纳米粒子是一种颗粒尺寸在纳米级的金原子的集合体,因其具备特殊的光学、电学等物理性质而广受关注。在生物传感器制备中,金纳米粒子也广泛的作为信号物质或信号物质的载体以达到放大检测信号、提高灵敏度的目的。本工作构建基于金纳米粒子信号放大的电化学DNA生物传感器实现了目标DNA的高灵敏度检测。第一章绪论本章简要概述了电化学生物传感器的原理和分类,特别是基于电化学交流阻抗技术的电化学DNA生物传感器的原理及应用。此外,对丝网印刷电极和金纳米粒子在DNA生物传感器制备中的应用做了简单评述。最后阐明了本论文的选题背景、研究思路、研究目的和研究内容。第二章基于DTT修饰金纳米粒子的信号增强型阻抗E-DNA传感器的研究本章以金纳米粒子作为信号物质构建了一种信号增强型电化学阻抗DNA传感器,对DNA的杂交实现了高灵敏度的检测。探针DNA通过其5’端修饰的氨基和修饰在金电极上的十一烷巯基羧酸上的羧基形成酰胺键的方式固定在金电极表面。之后,金纳米粒子与探针DNA (PDNA)3’端的巯基形成金硫键共价结合于PDNA上,然后将电极浸泡于DTT溶液中,使金纳米表面的负电荷被DTT取代。当没有目标链存在的时候,由于单链DNA的柔韧性较好,使得金纳米与电极表面接近,产生一个较小的阻抗值,当加入与探针互补的目标DNA时,DNA杂交形成的双螺旋刚性结构使得金纳米远离电极表面,产生一个较大的阻抗值。所以,基于这种DNA杂交诱导的DNA结构的变化引起的电极阻抗值的变化的电化学传感器可以检测DNA的浓度范围为5.0×10-16～5.0×10-10mol·L-1,并且该电化学传感器对单碱基错配有高的区分性。第三章基于硫堇修饰金纳米粒子报告探针复合物构建的信号放大DNA传感器的研究本工作设计了一个超灵敏三明治型DNA传感器,将硫堇修饰在DNA保护的金纳米粒子上,通过伏安法测量硫堇的信号,进而间接对DNA进行测量。首先通过电沉积的方式在印刷电极表面修饰一层金纳米粒子,然后通过自组装的方式将一端巯基化的DNA探针固定在金纳米粒子表面得到了DNA传感器。利用电极表面的修饰的探针DNA、目标DNA以及修饰了硫堇和金纳米粒子的报告探针之间的特异性识别构建一个夹心式体系。由于大量的电化学活性分子硫堇包裹在DNA修饰的金纳米上,所以基于这一体系的分析方法灵敏度很高,在最优化条件下,DNA的线性范围达至(?)1.0×10-16～1.0×10-14mol·L-1,检出限为3.0×10-17mol·L-1,并且该DNA传感器对单碱基错配也有很好的选择性。