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发展简单、高灵敏的DNA检测方法在基因诊断、司法鉴定、食品安全以及生物防卫等方面具有重要的意义。构建免标记、高灵敏度的DNA传感体系已经成为生命分析化学领域的研究热点之一。本研究以化学发光为检测信号,通过信号放大和降低背景,建立了高灵敏检测DNA的新方法。具体工作内容如下：一.结合核酸外切酶Ⅲ辅助信号放大和单壁碳纳米管辅助背景降低作用的化学发光高灵敏检测目标DNA在本研究中,我们设计合成了一种免标记的DNA分子信标探针。此分子信标探针含有可形成G-四聚体-血红素脱氧核酶的序列和目标识别序列。当目标DNA存在时,分子信标打开并与目标DNA序列杂交形成含有3’平末端的双链结构。此时,核酸外切酶Ⅲ可以从3’开始沿着从3’-5’的方向逐步催化水解处于双链DNA平末端的寡核苷酸,从而释放出目标序列,同时释放出G-四聚体序列。释放出的目标序列进行下一个循环,从而累积更多的G-四聚体序列。G-四聚体序列与血红素结合,形成G-四聚体-血红素脱氧核酶。G-四聚体-血红素脱氧核酶是一种新型的生物催化酶,具有高效的过氧化物酶的活性。但血红素自身具有催化活性,体系中游离的血红素会导致高的背景信号。本研究将单壁碳纳米管加入到G-四聚体-血红素脱氧核酶溶液中作用一段时间,发现单壁碳纳米管可有效地降低G-四聚体-血红素脱氧核酶传感平台的背景信号。这是因为单壁碳纳米管对游离的血红素具有强亲和力,而与G-四聚体包裹的血红素作用比较弱,多余的血红素被吸附在单壁碳纳米管上,通过离心作用而除去,从而降低了该体系的背景信号。本研究采用放大信号和降低背景两个方面措施,显著提高了本化学发光体系测定DNA的灵敏度。本法测定DNA的检出限为12fM,与不加核酸外切酶Ⅲ的检测体系相比,该检测体系的检出限降低了100倍。二.基于核酸外切酶Ⅲ辅助的级联循环信号放大的化学发光检测目标DNA在本研究中,我们设计合成了两种DNA探针P1和P2。P1为一段富G序列,可以与血红素结合形成HRP-mimicking DNAzyme。P2为具有茎环结构的分子信标探针,其茎部为目标DNA的识别序列。P2首先与P1进行杂交形成P1-P2杂合体,再与目标DNA进行杂交形成双链。随后,在核酸外切酶Ⅲ的作用下,P2分子信标探针被部分水解,重新释放出目标DNA,同时产生一个目标DNA的类似物,我们称之为次级目标。目标DNA与P1-P2杂合体结合进行目标循环。与此同时,目标DNA的类似物,次级目标也会引发另一个循环,与目标DNA一起进行级联循环信号放大。在目标DNA与次级目标循环的同时,大量的G-四聚体序列P1被释放出来,与血红素结合形成HRP-mimicking DNAzyme可催化鲁米诺-过氧化氢反应产生强的化学发光。此体系中由于采用了核酸外切酶Ⅲ辅助的级联循环信号放大,DNA检测灵敏度得到显著提高,检出限为8fM。