DNA电化学生物传感器是利用修饰在电极表面的DNA分子检测目标基因，或者其它能和DNA发生特异性相互作用的分子，是一种全新思想的生物传感器。近年来，对于DNA生物传感器的研究已经渗透到生物分析的各个领域，从生物大分子到重金属离子，从医疗卫生到环境监控，DNA生物传感器表现了广阔的应用前景。DNA生物传感器具有很多传统传感器不可比拟的优点，包括：特异性好，制备简单灵敏度高，容易微型化和阵列化，检测响应快速等，因此，研究新型的、灵敏度高的DNA电化学生物传感器已经成为电化学领域里的热点。本文通过设计修饰在电极表面的DNA序列和结构，构建DNA电化学传感器，实现了对单碱基错配和重金属离子（Hg2+）的灵敏检测。本论文主要包括以下几部分内容：　　 1.建立了基于DNA媒介电荷转移的电化学生物传感器，提出了以DNA小沟结合分子（寡聚酰胺）为探针，检测碱基错配的新方法。利用寡聚酰胺分子能以小沟结合方法紧密绑定在DNA分子上的特点，通过硝基修饰寡聚酰胺分子，构建了检测DNA单碱基错配的电化学生物传感器。比较了探针分子不同修饰方式对于DNA媒介电荷转移的影响。　　 2.建立了电化学阻抗法检测汞离子的新方法。通过汞离子和DNA胸腺嘧啶碱基特异性结合形成T-Hg-T结构这一独特性质，利用电化学阻抗谱能灵敏反映电极界面结构变化的特点，构建了检测汞离子的DNA电化学生物传感器。该方法具有很高的灵敏度和选择性，检测限可以达到pM量级，该方法对汞离子的检测有很好的特异性，其它重金属离子，如Ni2+，Co2+，Mg2+，Zn2+，Ba2+，Cd2+等，对汞离子的响应几乎没有干扰。　　 3.建立了基于DNA构象变化检测汞离子的电化学生物传感器。汞离子和DNA胸腺嘧啶碱基特异性结合形成T-Hg-T结构，通过合理设计DNA序列，使修饰电极表面的DNA与汞离子作用后，使其在电极表面发生构象变化，导致修饰在DNA末端的氧化还原探针基团与电极表面的距离发生变化，导致氧还电流改变，以此构建了检测汞离子的DNA电化学生物传感器。该方法具有很高的灵敏度和选择性。