DNA甲基化是发生在许多生命过程中至关重要的表观遗传现象之一。DNA甲基化酶（DNA MTase）催化SAM中的甲基转移到特定回文序列中的胞嘧啶或者是腺嘌呤上。据报道,异常的DNA甲基化水平被认为是在癌症早期作为诊断依据的潜在生物标志,同时也被认为是其他疾病的标记。多巴胺（DA）作为一种重要的儿茶酚胺类神经递质分子,在中枢神经系统中起着重要作用。它是维持心血管,神经和肾脏系统功能活性的关键儿茶酚胺类神经递质分子。DA缺乏可引起多种疾病,如精神分裂症,帕金森综合症和注意力缺失多动症等。因此,检测生物体内的DNA MTase活性和DA水平至关重要。电化学传感器由于其具有成本低、快速响应、灵敏度高和可小型化等优点,备受人们关注。本论文就灵敏快速检测DNA MTase活性和DA浓度构建了几种新型电化学传感器,具体工作如下:1.利用石墨烯具有催化抗坏血酸（AA）发生电化学氧化的优良性能,构建了一种免标记和高选择性的新型电化学传感器,用于灵敏检测DNA甲基化酶活性。在此,双链DNA（dsDNA）由长链DNA S1（含有互补部分和吸附部分）和短链DNA S2（只有互补部分）互补杂交形成,通过Au-S键自组装在金电极表面,利用巯基己醇封闭电极。当加入能甲基化CpG二核苷酸的M.SssI CpG甲基转移酶（M.SssI MTase）后,dsDNA互补部分中包含5′-CCGG-3′的部位被甲基化,致使HpaII不能剪切被甲基化的5′-CCGG-3′。因此,M.SssI MTase甲基化酶活性越高,越少dsDNA被HpaII酶剪切,从而留在电极上的dsDNA越多,使得S1的吸附部分通过π-π堆积作用吸附更多的石墨烯以催化AA的电化学氧化,从而得到更大的AA氧化峰电流和更负的氧化峰电位。因此,通过AA氧化峰电流的变化实现M.SssI MTase的活性检测。所发展的传感器对M.SssI MTase检测的线性范围为0.05-200 U mL^-1,检测下限达0.025 U mL^-1。另外,利用该方法也能实现对甲基化酶抑制剂的筛选和研究,将有望用于抗癌药物的发现。2.开发了一种基于DNA链置换反应（SDR）循环信号放大策略的新型电化学传感器,用于快速检测DNA MTase活性。简而言之,DNA腺嘌呤甲基转移酶（Dam MTase）可以特异性识别DNA 1（H1）中5’-GATC-3’序列并催化腺嘌呤甲基化为N6-甲基腺嘌呤（m6A）。甲基化的H1可被特异性识别并被限制性核酸内切酶DpnI剪切,释放不稳定的环状DNA并迅速转化为单链DNA（S1）。S1可以与电极上的发夹DNA 2（H2）杂交从而打开H2的发夹结构,随后溶液中的发夹DNA 3（H3）与被打开的H2杂交形成双链DNA（dsDNA）,释放S1继续触发循环反应并产生明显的亚甲基蓝（MB）电流信号变化。结果表明,该方法可用于高灵敏地检测Dam MTase,检测限为0.03 U mL^-1。此外,所提出的方法证明5-氟尿嘧啶可以抑制Dam MTase活性,其半抑制浓度(IC₅₀)为0.6μM,这意味着开发的传感器可以有效用于筛选合适的Dam MTase抑制剂。3.发展了一种基于DNA行走放大策略的双信号电化学比率传感器用于Dam MTase活性检测。标记了二茂铁（Fc）的S1与标记了MB的S2杂交形成锚dsDNA1。包含了摇臂链和阻断区的S3和S4杂交形成dsDNA 2。dsDNA 1和dsDNA 2通过金-硫键组装到电极表面,使得MB靠近电极表面而Fc远离电极表面。位于dsDNA 2阻断区内特定序列5′-GATC-3′上的腺嘌呤,在Dam MTase的催化作用下变成甲基腺嘌呤。DpnI能识别并剪切甲基化后的5′-GATC-3′双链,留下能够引发EXO III剪切过程的S4钝的3′端。随后S4被EXO III消化剪切后释放出的S3单链与dsDNA 1杂交钝化S2的3′端,引发EXO III的再次剪切过程,释放MB标记的S1链和摇臂链S3,从而激活了DNA行走放大过程。MB和Fc的峰电流变化与Dam MTase活性密切相关,线性范围是0.02-5 U mL^-1,检测限为0.012 U mL^-1。此外,通过对5-氟尿嘧啶进行的抑制性研究表明该传感器有望用于Dam MTase抑制剂的筛选中。4.构建了一种基于双等温循环的双信号比率电化学传感器用于DNA MTase活性检测。简单来说,Dam MTase催化发夹DNA（H1）上特定序列发生甲基化,然后DpnI可以特异性识别并将甲基化H1剪切成不稳定环状DNA并转化为单个DNA（S1）。S1单链与溶液中S2S3杂交钝化S3的3′端,EXO III从钝的3′开始消化S3,释放S1和S2完成等温循环1。S1回到循环1,而S2与电极上的S4S5杂交钝化S4的3′端,EXO III从钝的3′开始消化Fc标记的S4,释放S2回到等温循环2中继续反应,保留在AuNPs/GC电极上MB标记的S5在Mg²⁺的作用下形成发卡结构。因此MB靠近电极峰电流值增加,Fc远离电极峰电流值减小。Dam MTase活性检测范围是0.003-0.5 U mL^-1范围内,检出限为0.0015 U mL^-1。由于H1中存在特定的识别序列,该方法对Dam MTase也显示出高选择性。此外,通过对5-氟尿嘧啶进行的抑制性研究表明该传感器具有筛选抑制剂的能力。5.通过Au-S键将多巴胺的DNA适配体固定在Au电极上,开发了一种简单免标记的电化学生物传感器。利用MB作为嵌入探针,灵敏、高选择性地检测DA浓度。构建的电化学生物传感器的检测范围为5-150 nM,检测下限达1.0 nM。并且该生物传感器也表现出令人满意的选择性,可成功用于检测人血清样品中的DA,表明该适体传感器有望用于分析检测实际临床样品中的DA。6.由铝离子为连接点,通过配位键与有机配体1,4-萘二甲酸二甲酯（1,4-H₂NDC）相结合形成的结构规整的三维孔结构前驱体Al-PCP,碳化后再用HF洗涤得到多孔碳材料HPC。HPC具有统一的形貌和969 m² g^-1的大表面积。HPC具有丰富孔洞,主要由介孔组成,其孔径大多分布在20-40 nm,同时也有微孔（<2 nm）和大孔（>50 nm）存在。HPC修饰的玻碳电极（HPC/GC）对抗坏血酸（AA）、多巴胺（DA）和尿酸（UA）具有好的电化学性能,并且可以发现三个分离良好的伏安特征氧化峰,AA与DA,DA和UA之间的电位差分别为236 mV,120 mV。HPC/GC电极显示了对AA,DA和UA的线性响应,其检测范围分别是50-3000μM、0.2-30μM和1–50μM,检测限分别为40.2μM、0.13μM和0.58μM。HPC为同时测定UA,AA和DA提供了潜在应用。