核酸除了具有储存和传递生物细胞遗传物质的作用以外，还具有多重功能。通过指数富集的配体系统进化(SELEX)技术人工筛选出来的核酸片段可以折叠成高度有序的三维结构来识别目标分析物(核酸适体)或者催化特定的化学反应(核酶)。核酸适体可以与包括药物、蛋白质和其它有机及无机分子在内的大量目标分子结合，并具有高亲和性以及高特异性；核酶的催化活性依赖于氨基酸和蛋白质，核酸，金属离子以及有机小分子等辅因子。因此核酸适体及核酶开始应用于生物传感器的研究，如光学传感器和电化学传感器等。生物条形码技术是一种不需要酶参与的灵敏的分析方法。本论文主要开发了基于核酸适体/核酶及生物条形码的电化学传感器或电化学方法，来检测小分子、离子以及生物大分子等。取得的主要结果概括如下： 1.主要发展了一种基于DNA核酸适体的单磷酸腺苷计时库仑传感器。通过可以选择性识别单磷酸腺苷的核酸适体构建了基于表面电荷变化的计时库仑核酸适体传感器并探讨了影响电化学生物传感器的因素。由于带正电荷的Ru(NH3)3+4(RuHex)与DNA骨架上带负电荷的磷酸基团之间存在静电相互作用而结合在DNA链上，RuHex可以作为氧化还原媒介体用于监测电极表面上DNA量的变化，从而间接测定溶液中单磷酸腺苷的含量。 2.研究了基于DNA-金纳米粒子生物条形码信号放大的电化学脱氧核酶传感器用于铅离子检测。在上一章基础之上，开发了基于DNA-金纳米粒子生物条形码信号放大的电化学脱氧核酶(DNAzyme)传感器用于铅离子的检测。优化了RuHex浓度和溶液离子强度等实验参数，采用微分脉冲伏安法检测了一系列浓度的铅离子。由于纳米粒子表面带有大量的DNA片段，电化学信号得到了显著的放大，使得此方法的灵敏度很高。电化学信号不受溶液中其它二价金属离子的影响，说明此修饰电极具有良好的选择性。因此，DNAzyme传感器可能应用于实际样品中进行重金属离子的检测。 3.研究了核酸适体电化学传感器中应用不同氧化还原媒介体的行为。探讨了亚甲基蓝、道诺霉素、Hoechst33258和单磺酸基蒽醌等电化学活性杂交媒介体的电化学伏安行为，并对这些氧化还原媒介体应用于核酸适体电化学传感器研究的可能性进行了探讨。此外，还研究了二茂铁标记DNA修饰电极的电化学性质，为下一步构建新型电化学核酸适体传感器提供了基础。 4.探讨了基于核酸适体-纳米粒子信号放大的超灵敏电化学方法用于蛋白质检测。开发了一种免标记的生物电化学方法来快速检测溶液中的凝血酶，采用热解石墨电极直接检测凝血酶核酸适体中腺嘌呤碱基(A)所产生的电化学信号。