DNA电化学生物传感器是近几年新兴的并逐渐发展起来的传感器技术,由于它具有操作简单,成本低,响应速度快,选择性好等优点,在病毒检测、疾病的早期诊断、环境检测、药物分析等方面吸引了相当大的关注。它基于核酸杂交,是一个重要的生物分子识别过程。这种传感器的设计主要是由表面固定单链DNA探针的电极和检测用的电活性杂交指示剂这两部分组成,利用电化学活性的指标在DNA杂交前后电化学信号的变化来反映杂交或错配过程。因此,单链DNA探针固定化技术,杂交指示剂的使用以及灵敏度和选择性是设计电化学传感器的关键部件。第一部分是合成了一种新型的吖啶酮类衍生物,用作电化学杂交指示剂使用。吖啶酮类化合物容易和亲核试剂发生开环反应,故其具有良好的化学活性。它的大环共轭体系也使之成为一种荧光极强的物质,因此它是一种很有应用价值的荧光染料。但许多吖啶酮衍生物的水溶性和电化学活性均不高,进而限制了其在DNA杂交信息检测领域特别是电化学领域上面的应用。本文通过对吖啶酮结构的修饰,即合成5,7-二硝基-2-磺基-吖啶酮(5,7-Dinitro-2-Sulfo-Acridone,DSA),提高其水溶性和电化学活性,通过红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、元素分析、质谱对合成的DSA的结构进行表征,进而探究DSA的光电性质。第二部分是在第一部分研究的基础上,将DSA作为一种新型的电化学指示剂,对其与鲑鱼精DNA的相互作用进行了研究,并提出了检测鲑鱼精DNA的新方法。实验结果表明,DSA可与DNA通过嵌插作用形成一种新的电化学非活性复合物,使得DSA的氧化峰电流下降,且下降值同DNA在一定浓度范围内呈良好的线性关系,鲑鱼精DNA的检测限达0.002μg/m L。实验还计算出DSA与DNA之间的结合率为2:1,结合常数为1.01×105 L/mol。DSA可以作为一种新型的DNA电化学杂交指示剂使用。第三部分是以DSA为杂交指示剂,结合三重信号放大技术研制了一种灵敏度高、选择性好的DNA电化学生物传感器,并将其用于乳腺癌相关靶序列c-erbB2的高灵敏、高特异性检测。将L-赖氨酸(PLLy)通过电聚合修饰到玻碳电极(GCE)表面,得到纳米导电膜,由于膜的电催化作用从而实现信号的第一重放大;再通过核酸外切酶(ExoIII)辅助目标序列循环实现第二重信号放大。接着利用级联式杂交形成长距超级“三明治”DNA双链结构,该结构可嵌入大量的DSA,产生很强的电化学信号,实现信号的第三重放大。实验结果表明,在最佳条件下,该传感器的线性范围为2 aM~50 fM,检出限达到0.5 aM,而且能较好地识别完全互补和单碱基错配序列,有望用于临床实际乳腺癌血清样本中超低含量靶序列的检测。