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随着对基因结构与功能研究的不断深入,特别是人类基因组计划(HGP)的迅速发展,基因诊断已经成为分子生物学和生物医学研究中的重要领域。目前许多新的生物技术的开发层出不穷,为发展高灵敏度、高特异性的基因分析检测方法注入了活力,其中利用DNA分子间的特异性互补配对规律发展起来的各种DNA生物传感技术,引起了国内外生物分析工作者的广泛关注。DNA电化学传感器是近几年发展起来的一种全新的生物传感器。它是利用DNA分子间的特异性互补配对规律发展起来的DNA生物传感技术,它的发展提供了一种全新的基因检测技术,具有简单、可靠、价廉、灵敏和选择性好等优点,并且与目前的DNA生物芯片技术兼容,在分子生物学和生物医学工程领域具有很大的实际意义和应用价值。DNA电化学传感器携带方便、操作简单,可以将分子水平的DNA检测转换成可以识别的电信号。因此,在疾病基因诊断、药物筛选等方面具有广阔的应用前景。树枝状大分子具有高度规则结构、小尺寸分布和单一密度的末端官能团等特性,已成为纳米技术和纳米科学领域的热点研究对象。自从八十年代中期首次提出“树枝状大分子”术语后,在短短20年里,经过科学家们的不断努力,一大批不同官能团功能化的树枝状化合物已被研制开发。树枝状大分子的种类有:纯碳氢链、含杂原子覆盖及有机金属类等。近几年来,树枝状大分子的研究热点已从对分子的合成设计转向其实际应用研究,尤其在生物医药领域中的开发应用。1991年Newkome等首次证实了具有阳离子表面基团的树枝状大分子可与相关生物阴离子,如核酸,发生静电作用。体现了树枝状大分子作为载体携带生物活性物质的潜能。在现今的研究中,作为DNA载体的PAMAM(聚酰胺胺)是被研究最多的树枝状大分子之一。在传感器的构建过程中,如何有效利用生物分子的固定技术及选择合适的固定材料决定着DNA电化学生物传感器的稳定性、选择性和灵敏性等主要性能。同时,选择合适的杂交指示剂也是DNA电化学生物传感器研制的关键技术之一。本论文设计了四种新型的DNA电化学生物传感器,利用交流阻抗技术和杂交指示剂研究了所构建DNA生物传感器对禽病毒基因检测情况。研究内容主要分为以下四部分:(1)利用电聚合法将2,6-吡啶二甲酸聚合到裸铂电极表面,将电极表面功能化羧酸基团,利用偶联活化试剂将5.0代树状高分子(G5.0 PAMAM)固定在铂电极表面,再通过共价结合固定探针DNA,制备了一种新型的DNA电化学生物传感器。通过交流阻抗技术对ssDNA识别进行了研究,结果表明,根据探针DNA在电极表面与不同序列的基因序列进行杂交后引起的电阻变化,可以识别和定量检测溶液中互补的ssDNA片段。(2)利用具有生物兼容性的丝素生物材料、原位还原硝酸银制备了丝素纳米银复合材料,以此复合材料结合G5.0 PAMAM树状高分子修饰裸铂电极固定DNA探针,构建了一种新型的DNA电化学生物传感器。利用交流阻抗技术对DNA电化学传感器的构建及禽病毒基因检测表明,该修饰电极能很好地固定DNA探针,制备的传感器能够快速简便的检测禽病毒基因。(3)利用具有生物兼容性的丝素生物材料、原位还原氯金酸制备了丝素纳米金复合材料,以此复合材料结合G5.0 PAMAM树状高分子修饰裸铂电极固定DNA探针,构建了一种新型的DNA电化学生物传感器。以2-硝基吡啶酮电化学杂交指示剂对传感器表面基因的杂交和识别进行了表征,实验结果表明该传感器能够很好对禽病毒基因进行检测。(4)通过水热法制备了碲化钴无机金属纳米材料,以制备的纳米碲化钴与壳聚糖、金纳米粒子复合修饰裸铂电极,构建了一种新型的DNA电化学生物传感器。利用该生物传感器及邻菲咯啉钴电化学杂交指示剂对禽病毒基因进行了检测研究。实验结果表明,该传感器能够很好的对禽病毒基因进行检测,且制备的传感器具有灵敏度高,操作简便的优点。