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DNA电化学生物传感器作为一种全新的生物传感器在近年来得到了快速的发展。由于具有简单、快速、成本低、灵敏度高和易于实现微型化等优势，DNA电化学生物传感器被广泛的应用于生物医学研究、环境监测和食品工程等众多领域。纳米材料良好的物理和化学性质使其在发展具有高灵敏度、快速响应和高稳定性的电化学生物传感器方面得到了广泛的应用。本论文合成了一种新型的金属氧化物纳米材料钐掺杂的二氧化铈(CSO)、石墨烯和金纳米粒子，将其应用于DNA电化学生物传感器的制备，从而实现对DNA基因片段以及Pb2+的检测。具体内容如下: (1)采用水热法首次合成了一种贝壳状的钐掺杂的二氧化铈纳米材料，利用热重分析法、X射线衍射、能谱分析和电化学方法等对CSO纳米材料的制备条件和性能进行优化及表征。所得的最佳制备条件是:煅烧温度为500℃，掺杂比5％。通过能谱分析证明Sm成功掺杂到CeO2的晶格中，并且与理论掺杂比非常接近。 (2)将CSO纳米材料、壳聚糖(CH)和室温离子液体(RTIL)的复合膜修饰到氧化铟锡(ITO)电极表面，制备了一种新型纳米复合膜修饰电极用于乳腺癌基因片段的检测。然后，利用壳聚糖与DNA之间的静电吸附作用，成功地将单链DNA探针(ssDNA)固定到修饰电极表面。再以[Fe(CN)6]3-/4-为电化学探针，采用差分脉冲法对目标DNA进行检测。实验结果表明:CSO纳米材料和离子液体具有良好的协同作用，能够共同加速电子的传递;CH-CSO-RTIL纳米复合膜具有良好的生物兼容性，并且能显著的提高电极表面的活性;同时该生物传感器能有效地用于乳腺癌基因片段的检测，其检测范围较宽(1.0×10-13～1.0×10-6M)，检出限较低(1.56×10-14M)。 (3)采用改进的Hummers法和柠檬酸法分别合成了具有优良电化学性能的石墨烯和金纳米粒子，利用扫描电镜、傅里叶红外光谱、紫外光谱和电化学方法对其结构和性能进行了表征。将合成的石墨烯、金纳米粒子以及壳聚糖共同修饰到玻碳电极(GCE)表面，通过Au-S键的自组装将辅助DNA(S0)固定在电极表面，再通过联级反应将富含G碱基的DNA固定在电极的表面，通过Pb2+诱导富含G的DNA形成G-四链体后体系的电流值发生的变化从而实现对Pb2+的检测。同时，该生物传感器在1×10-11～1×10-5M范围内具有良好的线性关系以及较低的检出限2.45×10-12M。