DNA传感器是近几年发展起来的一类新型传感器，起步较晚，发展也不完善，但随着基因结构和功能研究的不断深入，特别是人类基因组计划的发展，这种传感器在基因识别及分析、生物工程研究等方面日益起着重要作用。基于分子识别的电化学DNA生物传感器的应用已涉及环境、医药、食品等诸多领域，大致包括DNA损伤研究、环境污染监控、基因疾病诊断、药物机理分析等几个方面。

DNA是有机生命体中一种重要的遗传物质，是遗传信息的载体。因为它在临床诊断，司法鉴定，药物筛选方面具有重要的作用，对DNA的检测引起人们的广泛兴趣。DNA电化学传感器具有灵敏度好，准确度高，设计简便，价格低廉等优点。

本实验中所测得的信号为荧光信号，通过对照组和实验组荧光信号的对比，可以得出利用上述方法的生物分子高灵敏荧光检测是可行的。

2  实验部分

2.1  引言

2.1.1  基因传感器

生物传感器是一种由分离酶、组织、细胞器或整个细胞介导的，利用生物要素和物理化学检测要素，使用特定的生化反应，通常是通过电，热或光信号对被分析物进行检测的装置设备[25]。生物传感器的优点在于：使用固定化生物活性物质作为催化剂，价值昂贵的试剂可以多次的重复使用，克服了以前采用酶法分析试剂费用高和化学分析繁琐复杂的缺点；专一性强，只与特定的底物发生反应，并且不因底物的颜色、浊度而受到影响；分析速度快，准确度高，相对误差一般可以达到1%；操作系统比较简单，容易实现自动分析；连续使用时成本低，每例测定都十分便宜[26]。

基因传感器（genosensor）是生物传感器的一种，用于检测特定的核酸序列，能够将已知序列的单链多核苷酸固定在特定的物质上(称为探头)，当探头上的单链核酸与互补序列杂交形成双链分子时，能表现出一定的物理信号改变，可通过电子学等技术将信号放大而显示，用于病原探测、遗传病基因诊断等[27]。基因传感器由两部分组成，一部分是识别元件，即DNA探针，另一部分是换能器：识别元件主要用来感知样品中是否含有待测的目标DNA；换能器则将识别元件感知的信号转化为可以观察记录的信号，通常是在换能器上固化一条单链DNA，通过DNA分子杂交，对另一条含有互补序列的DNA进行识别，形成稳定的双链DNA，通过换能器将DNA与DNA、DNA与RNA或者DNA与其它有机、无机离子之间的作用的生物学信号转变为可检测的光、电、声波等物理信号[28]。近年来，DNA传感器在基因诊断、环境监控、药物研究等领域的应用研究受到广泛重视。论文网

现在固定DNA探针的技术有共价键结合法、自组装膜法、表面富集法几种主要方法。其价键结合法是通过共价键使生物活性分子与电极表面结合而进行固定的方法，固定电极之前首先要对电极进行活化预处理，再引入活性键合基团，然后进行表面的共价键合，把含预定功能团的探针分子固定到电极表面；自组装法固定DNA，一般是利用一段带巯基的DNA片段，在金电极表面形成自组装单分子膜来固定核酸探针。

2.1.2  荧光检测

当物质被辐射能照射后，分子内部获得外源能量，基态分子能级的电子跃迁到较高能级转变成激发态分子能级，使分子处在高能域不稳定状态，因此，它必须要释放多余的能量变成稳定态分子。在由激发态能级回到基态能级的过程中，以光的形式释放多余的能量，并发射出比原波长更长的光谱线，这一过程称为分子荧光。荧光是一种发光现象、当用一种波长的光照射在某一荧光物质时，该物质被激发，检测这种分子发射光谱的分析方法称为荧光分光光度法。