随着分子生物学的迅猛发展,能够快速准确简便地检测基因序列在临床医学、免疫学、生物学等研究领域中显得尤为重要。许多新的生物技术的开发,为发展高灵敏度、高特异性的DNA分析检测方法注入了活力。对于DNA检测,主要采用的是聚合酶链式反应(PCR)和基因芯片。然而,由于其复杂的技术和昂贵的设备,使得这种DNA检测技术的广泛应用受到了极大的限制。但是利用DNA的碱基互补原则发展起来的各种DNA检测技术,受到了生物分析工作者的高度重视。目前常用的DNA检测方法主要有电化学、电化学发光、荧光等方法。电化学发光分析技术因其具有仪器简单、灵敏度高、选择性好等优点受到了人们的广泛关注。然而类似于荧光能量转移,当有合适的能量受体时,电化学发光同样可以作为供体光源而发生能量转移。在电化学发光能量转移中,通过在电极上施加一定的电位,供体在电极表面发生电化学反应产生中间体,中间体和溶液中其它共反应剂发生化学反应而到达激发态,并将能量转移给受体,使受体吸收能量而被激发,激发态受体回到基态的过程中以光子的形式释放能量。本论文以激发态的鲁米诺为能量供体,荧光染料为能量受体,建立了几种新型的电化学发光能量转移型DNA检测方法。本研究工作旨在探索灵敏度高、选择性好的DNA检测方法。本论文由绪论、研究报告两部分组成。第一部分为绪论,总结了电化学发光的定义、特点、机理和体系；介绍了共振能量转移以及它的分类；综述了DNA分析检测的原理、方法以及在电极上的固定化方法；最后阐述了本论文的研究目的和内容。第二部分为研究报告,分为三部分：1、构建了一个免固定化、非标记的基于电化学发光能量转移的DNA检测体系。利用阶跃脉冲信号来触发鲁米诺电化学发光反应,而处于激发态的鲁米诺分子可以将自身的能量转移给结晶紫分子,从而使得结晶紫分子到达激发态。激发态的结晶紫分子释放能量回到基态,进而发射光子。由于结晶紫与单双链DNA的结合位点和结合力的差异,当激发态的鲁米诺将能量转移给结晶紫和DNA的复合物时,结晶紫单链DNA复合物与结晶紫双链DNA复合物的电化学发光信号也表现出明显的差异。据此就可以进行目标DNA序列的识别和含量的检测。这种新型的电化学发光能量转移法可以避免荧光分析中的光漂白现象以及电化学及电化学发光分析中高电位致使的DNA损伤及固定效率低的问题。电化学发光能量转移法测定目标DNA的线性范围为1.0×10-11mol/L-1.O×10-8mol/L,检出限为7.0×10-12mol/L。该体系对目标DNA的识别能力很强,可以区分单碱基错配的目标DNA。2、在第一部分“能量转移电化学发光DNA检测体系研究”的基础上,在鲁米诺-结晶紫能量转移电化学发光体系中再加入碳量子点后,实验发现体系的灵敏度和重现性均提高。本实验中,优化了能量转移电化学发光分析法区分单双链DNA的条件。在优化条件下,测定目标DNA的线性范围为1.0×10-11mol/L-1.0×10-7mol/L,相关系数为0.9881,检出限为4.0×10-12mol/L,并且讨论了DNA与碳量子点可能的作用方式。本方法操作方便,灵敏度高。3、构建了一个基于电化学发光能量转移的非标记型DNA传感器。由于单双链DNA与光学指示剂[Ru(bpy)3]2+的结合方式不同,因此它们的光学行为也不同。处于激发态的电化学发光体鲁米诺能将自身的能量选择性地转移给与双链DNA结合的光学指示剂[Ru(bpy)3]2+,使其到达激发态,当它回到基态时,会以光子的形式释放能量。这时通过Au-ssDNA和Au-dsDNA体系的电化学发光强度的比较,就可以区分单双链DNA,进而进行目标DNA序列的识别和含量的检测。此方法主要的优点是可以避免传统的荧光分析中背景荧光的干扰,以及进行长链DNA的检测。此外,此体系对目标DNA的识别能力非常强,能够区分单碱基错配的目标DNA。在最佳条件下,测定目标DNA的线性范围为10×l0-14mol/L-1.0×10-11mol/L,相关系数为0.9921,检出限为2.0×10-15mol/L。此传感体系为DNA复杂样品高灵敏度的分析提供了可靠的方式和方法。本文结合DNA的杂交技术,将高灵敏度的电化学发光能量转移检测手段应用于生命物质DNA序列的识别及含量检测,建立了DNA电化学发光分析的新方法。该传感器有望用于临床高灵敏度和高选择性基因疾病的早期诊断,以DNA为作用靶的药物研究以及环境污染物检测。