三螺旋DNA是在双螺旋DNA的基础上形成的,三螺旋结构在研发新的生物分子工具以及治疗试剂等方面具有巨大的潜力,可以对特定序列的双链DNA予以识别,以及对基因调节,包括干扰基因转录、复制和重组。三螺旋DNA的研究有助于深入理解细胞过程,揭示某些基因疾病的形成机理,为建立基因疾病新疗法提供全新的思路。本论文以适体探针作为蛋白质与小分子的特异识别分子,结合具有灵敏的信号转换功能的电致化学发光技术,与三螺旋DNA杂交技术相结合,通过对DNA序列的设计来选择性的识别和检测凝血酶、腺苷的浓度,设计简单灵活,为蛋白质和小分子的研究提供了新的手段和思路。本论文主要内容包括以下三个方面:1研究了一种新颖的基于二茂铁猝灭联吡啶钌发光的三螺旋电致化学发光（ECL）生物传感器,首先将标记联吡啶钌的DNA自组装到金电极上,然后与特定序列的DNA、标记二茂铁羧酸的DNA,在绑定剂存在的条件下杂交,形成三螺旋DNA结构。然后对合成的发光标记物的浓度进行了标定,以及对探针溶液进行了表征,和对绑定剂进行了选择,初步形成了一种可行的三螺旋DNA生物传感器,为接下来的凝血酶和腺苷的检测提供了一种可行的方法。2在前期工作的基础了,我们改进了实验方法,研究了一种以适体为基础的ECL-三螺旋DNA生物传感器,使之用于凝血酶浓度的检测。在凝血酶存在下,DNA-3中凝血酶的适体部分与凝血酶结合,标有二茂铁的DNA-3被解离下来,二茂铁基团远离联吡啶钌基团,从而使联吡啶钌发光强度增强,以发光强度的变化值为信号实现了对凝血酶浓度的高灵敏度的检测。凝血酶浓度的线性范围是是4.0×10^-15 3.0×10^-14mol L^-1,检测限可达1.0 f mol L^-1。同时,设计了双螺旋检测凝血酶的对比试验,实验结果显示,我们的三螺旋生物传感器比其灵敏度提高了100倍。本方法对提高蛋白质检测的特异性与灵敏度提供了一条有效的途径。3在以上两种DNA传感器的研究基础上,我们探索了第三种传感器,将标记联吡啶钌的腺苷适体链固定到金电极表面,选择三螺旋特征链和标记二茂铁基团的DNA链与之互补,形成三螺旋结构,在腺苷的作用下,联吡啶钌标记的探针与腺苷结合,形成腺苷-适体的发夹式复合结构,从而联吡啶钌更接近于电极表面而远离二茂铁,使发光强度大大增强。以发光强度的变化值为信号对腺苷的浓度进行检测,在最佳条件下,腺苷浓度的线性范围是1.0×10^-9 1.0×10^-8 mol L^-1,检测限可达2.7×10^-10 mol L^-1。并进行了双螺旋对比试验,三螺旋生物传感器比双螺旋的灵敏度提高了大约10倍。同时我们用胞苷和尿苷对其选择性进行了研究,发现我们研制的传感器具有较好的选择性。本方法为电化学生物传感器检测小分子的方法提供了一种新的思路。