手足口病(Hand Foot and Mouth Disease，HFMD)是儿童常见的一种传染病。它的临床症状大多数为轻微的迹象，其表现为发热症状，和手、脚、口和臀部的皮疹。部分患者还伴有严重的脑炎、心肌炎、肺部感染等并发症，甚至死亡。现有手足口病基因的临床诊断和监测方法包括环介导等温扩增技术、实时荧光定量PCR和时空扫描分析等。但这些方法均存在一定的局限性，如耗时、价格昂贵和灵敏性较差等不足。


因此，建立针对手足口病的特异、快速、简便的检测方法具有广泛的临床应用前景。电化学DNA生物传感器具有价格低廉、响应速率快、易微型化、灵敏度高、操作简便等优点，已在疾病基因诊断等领域得到广泛应用研究。特别是，微电极具有极化电流小、高信噪比、高传质速率、高稳态电流密度等优点，可有效提高传感器检测的敏感度，成为DNA电化学传感器领域的重点研究方向之一。本文针对临床手足口病的需求和基因序列特点，设计手足口病特异探针，结合微电极优势，构建了基于微电极的DNA电化学传感器，通过对传感器的灵敏度、特异性等性能的考察，实现了对手足口疾病相关基因的高灵敏和高特异性检测，建立了手足口疾病特异性基因检测的DNA电化学传感器新技术。


本文主要研究工作包括：第一章基于金微电极的DNA电化学传感器检测手足口疾病基因本章将金微电极技术和电化学传感技术有机结合，构建了一种“三明治”模式传感器用于检测手足口疾病基因，对传感器的特异性、灵敏度及抗干扰能力等进行了考察。实验结果表明，该传感器具有较好的特异性，能够区分目标序列和错配碱基序列，线性范围为0.01 pM~10 nM，检测限为13.3 fM(S/N=3)。在以血清作为模拟实际样品背景体系下，对足口疾病基因进行检测，结果显示该传感器能够实现对目标序列的检测，为实际血液样品的分析奠定了基础。第二章基于纳米金修饰微电极的DNA电化学传感器检测手足口疾病基因本章利用循环伏安法将金纳米粒子沉积于微电极表面，形成纳米金修饰微电极，使微电极比表面积增大了10.9倍，增加了捕获探针的负载量，对检测信号起到放大的作用。


本实验将微电极技术、纳米技术及电化学传感技术有机结合，建立了一种灵敏、快速检测手足口疾病基因的新方法。利用扫描电镜(SEM)及交流阻抗(EIS)技术对构建的纳米金修饰电极表面形貌及电极修饰过程进行表征。实验结果表明，该传感器线性范围为0.001 pM~1000 pM，检测限为0.3 fM(S/N=3)。在应用于手足口疾病基因的PCR扩增样品检测研究中，该传感器可实现对PCR扩增产物的检测，与PCR扩增产物凝胶电泳检测结果一致，为用于临床实际样品的检测奠定了实验基础。