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核酸（包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA））是解释多种生命现象的关键,已成为生命科学最重要的研究领域之一。DNA传感技术通过固定化的已知序列的探针和目标DNA分子杂交,并将杂交的过程和结果以光、电等易于测量的物理信号表达出来,从而获取目标DNA分子的浓度、序列等信息,具有快速、灵敏、操作简单、无污染等特点,是DNA研究的重要手段,广泛应用于突变检测、基因筛选、基因诊断、药物的研制与开发等领域。并且随着相关研究的日益深入,对DNA传感技术在灵敏度、选择性、数据通量、微型化、智能化等方面提出了越来越高的要求。本论文首先对几种常见的DNA传感技术的原理、应用及其发展趋势进行了简要的综述,然后重点以表面等离子体共振（Surface plasmon resonance, SPR）传感技术作为研究手段,循着DNA传感技术的发展方向,开展了以下工作:（1）引入纳米金颗粒催化增长技术,构建了高灵敏的SPR DNA传感器。纳米金颗粒催化增长是一种有效的提高灵敏度的技术,但是颗粒增长过程中会有金属沉积在金膜表面而引起背景升高。为解决这一问题,在金膜表面真空溅射了一层25 nm厚的SiO2薄膜。该传感器可检测低至4.8 pM的cDNA,与SPR传感器直接检测（金膜表面镀有SiO2）相比,其检测下限降低了250倍。本研究工作发展的方法具有通用性,可扩展到其他采用金属基底的分析方法中。（2）结合自组装多层膜修饰技术和纳米金颗粒催化增长技术,构建了高灵敏的SPR DNA传感器。本部分工作发现,通过层层自组装技术修饰在金膜表面的自组装多层膜（PAH/PSS）3可以像SiO2层一样,有效地阻挡金属沉积于金膜表面。该传感器的检测下限为1.8 pM cDNA,与SPR传感器直接检测（金膜表面修饰有自组装多层膜）相比,其检测下限降低了约56倍。本研究工作中膜的制备简单、不需要昂贵的仪器设备和专业技术人员,也可以进一步扩展应用于其他采用金基底的分析方法中。（3）利用SPR技术研究了固定化DNA单层的电致开关行为。设计了一种由金膜与氧化铟锡导电玻璃组成的类电容式流通池,以避免电场对金膜本身的SPR光谱的影响。利用该流通池研究了电场对固定化DNA探针的作用。由结果可推测,金膜所带电荷的性质可使固定化DNA探针“平躺”或“直立”在金膜表面,且电场调控下的固定化DNA探针的取向变化与电场强度和DNA探针的表面覆盖率密切相关。通过研究不同状态下的DNA杂交情况,发现DNA杂交效率与DNA探针的取向密切相关:DNA探针呈“直立”状态时有利于杂交,反之亦然。由于很多生物分子是荷电的,该工作还有可能为构建更高灵敏度的生物传感器件、生物芯片及纳米电子装置提供一种新的手段。同时,该工作也为功能化表面,如可控、可逆“开关”表面的研究提供了一种新的思路。（4）采用SPR传感器作为检测手段,利用纳米金颗粒的荷电性发展了一种识别单碱基错配能力的方法。由于单碱基错配DNA（smDNA）可与DNA探针进行部分杂交,引起信号变化,从而干扰cDNA的检测以及出现假阳性结果。本部分工作发展了一种利用纳米金颗粒辅助的电洗脱方法,既可除去smDNA杂交引起的信号变化,又可确保cDNA杂交引起的信号基本不变。该方法简便易行,所需探针设计及制备方便,成本低,易于普及,不但为识别单碱基错配DNA提供了一种新的手段,而且为构建高选择性的生物传感器提供了一种新的思路。（5）将纳米金颗粒催化增长与电洗脱方法相结合,构建了高灵敏、高选择性的DNA传感器。本部分工作首先考察了金膜荷负电时（PAH/PSS）3层的稳定性,发现在一定的电位范围内,电洗脱对（PAH/PSS）3修饰的金膜没有影响。在此基础上,引入纳米金颗粒催化增长增强SPR DNA传感器的信号,然后利用电洗脱除去smDNA杂交引起的信号变化。该传感器有效地结合了纳米金颗粒催化增长技术和纳米金颗粒辅助的电洗脱技术,既能高灵敏地检测cDNA,又能避免smDNA的干扰,对于复杂生物样本的检测具有重要的实用价值。