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具有独特生理代谢优势的微生物在各领域都具有重要的作用。快速,灵敏和可靠地检测微生物,对于确保人类健康和公共安全至关重要。筛选高普适性、特异性的微生物靶标,开发通用性高、灵敏度高、成本低廉的微生物检测方法是微生物检测的关键所在。微生物小亚基核糖体RNA（small subunit ribosomal RNA,SSU rRNA）包括16S rRNA、18S rRNA等,由于具有独特的结构,成为微生物检测的重要靶标。电化学生物传感器具有操作简便,稳定,成本低廉和实时在线监测等独特优势,已被开发为突破常规方法瓶颈的潜在检测方法。本文围绕微生物的快速检测,提出了一种用于检测微生物的SSU rRNA片段的筛选及验证的方法,并用此法获得了可用于检测细菌的16S rRNA通用靶标片段和用于检测真菌的18S rRNA通用靶标片段;基于电化学生物传感器,以细菌16S rRNA通用片段、金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌16S rRNA特异片段为检测靶标,构建出了高灵敏的细菌通用、金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌电化学生物传感器。本论文主要包括以下五个部分:（1）筛选16S rRNA保守序列片段作为细菌通用靶标的研究我们构建了筛选16S rRNA片段作为细菌检出靶标的方法,以菌内普适性、菌外特异性和杂交效率作为筛选指标,以临床微生物手册中1414种细菌为研究对象,用所提出的方法筛选出了7条16S rRNA基因序列片段,均可作为细菌通用检出的靶标。以筛选出的7条16S rRNA基因序列片段为检测靶标,实现了15种常见致病菌在水溶液样本、临床样本中的检测,检出限低至1 CFU/m L。样本处理简单,特异性好,在临床检测中有广泛的应用前景。（2）筛选18S rRNA保守序列片段的真菌通用靶标的研究我们构建了筛选真菌18S rRNA片段作为真菌检出靶标的方法,以真菌内普适性、真菌外特异性和杂交效率作为筛选指标,以临床微生物手册中55种真菌为研究对象,用所提出的方法筛选出5条18S rRNA基因序列片段,均可作为真菌通用检出的靶标。以筛选出的5条18S rRNA基因序列片段为检测靶标,实现了5种常见致病真菌在临床样本中的检测。样本只需通过简单的热裂解处理,特异性好,在临床检测中有广泛的应用前景。（3）以筛选的细菌通用序列为靶标的基于DNA纳米机器的电化学传感器的研究无菌体液感染具有死亡率高、发病率高的特点,给个体和社会造成严重的健康和经济损失。然而当前缺乏快速、可靠、简便的细菌检出方法,影响了无菌体液感染疾病的及时诊断和治疗。我们构建了一种基于靶标循环的DNA纳米机器的电化学方法,用于细菌的一步法快速检测。利用构建的细菌检测方法,实现了细菌在临床样本中的检测,检出限低至40 CFU/m L,检测时间为35分钟;与金标准培养法相比,所提出的方法的灵敏度为85%（17/20）,特异性为89%（40/45）。该方法仅需两步即可实现对细菌的快速检测,无需细菌培养、核酸提纯等复杂的前处理。提出的细菌检测方法在临床检测中具有广泛的应用前景。（4）基于大肠埃希菌16S rRNA片段和“基因开关”的多通道串联压电石英晶体（MSPQC）传感器的构建细菌的早期检测对于解决严重的公共卫生问题具有重要意义。我们基于16S rRNA和基因开关构建了一种超灵敏的MSPQC细菌传感器。利用大肠埃希菌16S rRNA特异区片段作为靶标,以保证特异性,实现对微生物活力的准确判断。“基因开关”是通过将绝缘的“基因链”转换成导电的“金属链”来导通两个电极,实现了MSPQC对大肠埃希菌的超灵敏检测。检出限降至2 CFU/m L,金黄色葡萄球菌、肠炎沙门氏菌、无毒李斯特菌和铜绿假单胞菌对检测结果无干扰。该方法灵敏度高,特异性强,可广泛应用于公共安全监测和临床诊断领域的细菌早期检测。（5）基于金黄色葡萄球菌16S rRNA片段和HCR的MSPQC传感器的构建由于细菌在解决严重的公共卫生问题中具有关键的作用,因此细菌的早期检测具有至关重要的意义。我们以金黄色葡萄球菌的16S rRNA高变区片段为靶标,构建了基于杂交链式反应（HCR）实现核酸跨越电极的超灵敏MSPQC传感器。构建的策略是,将修饰了HCR探针（H1）的电极浸没在含有一对HCR探针（H1,H2-Au NPs）的杂交溶液里,当检测靶标存在时,会与电极表面的发夹探针结合并引发HCR,从而生成跨越相邻指电极的电极间隙的长核酸双链;以此核酸双链为模板,利用银染技术在叉指电极之间形成导电的银线,引起MSPQC传感器的灵敏响应。构建的传感器可实现在室温下对溶菌酶处理的过的含菌样品的直接检测,而无需进行额外的核酸分离和纯化。我们以金黄色葡萄球菌为研究对象,验证该方法的可行性。结果显示,在110分钟内,该传感器能够检测到浓度为10~2～10~8CFU/m L金黄色葡萄球菌,检出限为50 CFU/m L。大肠埃希菌、肠炎沙门氏菌、无害李斯特菌、铜绿假单胞菌和肺炎链球菌不影响检测结果。构建的传感器灵敏、快速、简便、特异,有望在食品安全监测和临床诊断等领域得到应用。