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DNA是生命现象中不可缺少的生物大分子,是生命体内的基因物质,也是遗传信息的携带者。检测与疾病有关的变异基因对基因筛选、遗传疾病的早期诊断和治疗具有十分深远的意义。因此,随着分子生物学研究的深入DNA的检测手段变得越来越重要。本论文以DNA这一生物大分子为研究对象,将磁球放大技术、核酸杂交技术与光电化学分析技术相结合,研制新型的高灵敏、高选择性的DNA检测方法,并成功应用于检测细胞中的基因表达。主要内容如下：第一章主要对DNA的检测方法及检测中放大技术进行了简要的综述。DNA检测方法可分为标记型与无标记型,标记型方法主要有荧光分析法、电化学方法、化学发光法、电化学发光法等,无标记的方法涉及到表面等离子共振技术和石英微晶天平法等。本章还介绍了检测DNA中的放大技术,包括核酸体外扩增和检测物信号放大技术两方面,其中基于酶反应、纳米粒子和微磁球的信号放大技术进行了着重介绍。第二章我们研究了两种以亚微米磁球(MB)为载体标记Ru(bpy)32+-NHS的超灵敏检测人乳腺癌细胞中beta-2-microglobulin (p2M) mRNA的电化学发光(ECL)法。第一种方法是用ECL光谱法。这种方法的方案是：修饰有生物素化的捕捉DNA(B-DNAc)的基底通过杂交反应依次连接上目标DAN(t-DNA)、生物素化的探针DNA (B-DNAp)和链霉亲和素化的磁球(SA-MBs)。然后通过去杂交反应将SA-MBs从基底上释放下来,并标记上Ru(bpy)32+-NHS。标记了Ru(bpy)32+-NHS的MBs固定在金电极上后,利用多通道光学分析仪采集Ru(bpy)32+-NHS的电化学发光光谱图。通过该方法我们测得人乳腺癌细胞中β2M mRNA的检测限达到1.2×10-15mol/L。第二种方法是以碳纳米管(CNTs)作为辅助电极材料包裹标记了Ru(bpy)32+-NHS的MBs,再用ECL方法检测细胞中基因的表达水平,∞2M mRNA的检测限可达3×10-16mol/L。第三章我们研究了一种新的荧光检测痕量DNA的信号放大方法—磁球表面DNA杂交-去杂交信号放大方法。该方法首先将修饰了B-DNAp的SA-MBs (DNAp-MBs)以1：1的比例连接到基底上的t-DNA上。通过DNA之间去杂交方式将DNAp-MBs释放下来,然后与标记了Cy5的检测DNA (Cy5-DNAd)进行杂交。通过DNAp-MBs和Cy5-DNAd之间去杂交反应,收集释放得到的Cy5-DNAd。而分离得到的DNAA-MBs可以再次与其他的Cy5-DNAd进行杂交-去杂交反应。经多次杂交-去杂交循环过程后可以收集大量Cy5-DNAd。最终,将所有收集到的Cy5-DNAd进行荧光检测。经11次循环放大后t-DNA的检测限为8.5×10-15mol/L。我们将该超灵敏方法用于检测人乳腺癌细胞中RPLP2mRNA的检测。第四章研究了一种新颖的基于多色编码微珠单分子检测多种DNA的技术,通过同时检测三种DNA及细胞中的多基因表达证明了该技术的可行性。该方法通过精确控制纳米磁球上标记了三种染料(Cy5,FAM和AMCA) DNA的比例构建多色编码纳米球。将不同的颜色编码纳米球标记到不同的t-DNA上后,以普通荧光显微镜摄取多种t-DNA的单分子图象。通过统计t-DNA的数量以同时定量多种t-DNA.我们将该单分子检测技术应用于检测～100细胞中三种基因的表达。