环鸟苷二磷酸(cyclic diguanylate,c-di-GMP)是在细菌中普遍存在的第二信使分子,它参与调节细菌内一系列复杂的生理生化过程,包括细菌通讯,细胞分化,生物被膜形成,细胞形态变化以及致病因子的产生等。环磷酸腺苷(Cyclicadenosine Monosphate,cAMP)是最早发现的细胞内第二信使,它通过PKA信号转导途径参与调控一系列细胞内生理生化过程。无论是c-di-GMP还是cAMP,均是细胞内重要的信息传递分子。细胞通过调控第二信使的水平,指导信号通路工作,维持相对稳态。电化学生物传感器是一类优点突出的生物传感技术,近年来被广泛用于小分子物质检测中,在环境检测,食品检测,临床运用等领域发挥着重要的作用。相较于传统检测手段,电化学生物传感器以其响应快速,特异性更高,选择性更好,操作简易,价格低廉等特点,成为一种具有重大发展潜力的生物分析技术。电化学生物传感器种类繁多,根据所修饰生物材料的不同可以分为:酶电极传感器,微生物电极传感器,电化学免疫传感器,组织与细胞电极传感器以及电化学核酸传感器。其中电化学核酸传感器因为其敏感元件核酸相较于微生物,组织,细胞和蛋白质等生物大分子来说,分子量更小,特异性更好,并且易于合成和修饰,所以越来越受到研究者们的青睐,成为底物特异性识别探针的优良选择。核糖开关(riboswitch)是一类通过结合小分子代谢物调控基因表达的mRNA元件。它具有和适配体一样的高度特异性,但又不同于适配体:它是一类天然的核酸分子。本论文通过结合核糖开关c-di-GMP-Ⅰ对c-di-GMP的高效识别能力和电化学检测技术高灵敏的电信号采集能力,将带有疏基末端的c-di-GMP特异性核糖开关,通过Au-S自主装的方式固定到金电极表面,构建了 一套无标记的c-di-GMP电化学核酸传感器。经验证,该传感器无论是灵敏度方面还是在选择性方面,均达到了期望的检测效果。它对靶分子c-di-GMP的检测下限为50 nM,较之前报道过的最低c-di-GMP检测下限320 nM有显著的下降,实现了更微量的检测。另外,该传感器还实现了在预处理过的生物样品中的检测,这对实际运用来说具有重要意义。近年来,以RNA适配体(aptamer)作为目标分子特异性识别元件的核酸传感器,无论是在灵敏度还是选择性方面都表现出了更优异的性能。适配体是利用指数富集的配体进化技术(SELEX)从特定的寡核苷酸库中筛选出的,能与靶分子特异性结合的寡核苷酸(DNA或RNA)。我们课题组基于适配体的优良特性,构建了 cAMP适配体电化学核酸传感器,该传感器在PBS缓冲液中得到了不错的检测效果(检测范围:50 pM-250 pM)。本论文在此基础上对该传感器的实际运用价值进行了验证,结果证明该cAMP适配体电化学生物传感器在生物样品中依然具有对目标分子的检测性能,检测下限为50 nM。