DNA的電化學(xué)研究工作始于20世紀(jì)60年代，早期的工作主要集中在DNA基本電化學(xué)行為的研究。70年代利用各種極譜電化學(xué)方法，研究DNA變性和DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的多形性。但是DNA直接電化學(xué)測(cè)定方法容易受介質(zhì)條件的限制及高濃度蛋白質(zhì)和多糖的千擾，而且不能對(duì)特定堿基序列的DNA進(jìn)行識(shí)別測(cè)定。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)含乙啶銪的碳糊修飾電極的伏安響應(yīng)和光譜電化學(xué)響應(yīng)與DNA的存在與否有關(guān)，并且在電極上乙啶錙與DNA的相互作用可通過(guò)電化學(xué)控制來(lái)調(diào)節(jié)。該研究是電化學(xué)DNA傳感器的早期雛形。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，當(dāng)前“電化學(xué)DNA傳感器”與“壓電DNA傳感器”和“光學(xué)DNA傳感器”一樣，已成為一種全新的、高效的DNA(基因)檢測(cè)技術(shù)，它與通常的標(biāo)記(放射性同位素標(biāo)記、熒光標(biāo)記等)探針技術(shù)相比，不僅具有分子識(shí)別功能，而且還有無(wú)可比擬的分離純化基因的功能，因此，在分子生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域具有很大的實(shí)際意義。

   電化學(xué)DNA傳感器是由一個(gè)支持DNA片段(探針)的電極和檢測(cè)用的電活性雜交指示劑( hybridization indicator) 構(gòu)成。DNA探針是單鏈DNA(ssDNA)片段(或者一整條鏈),長(zhǎng)度從十幾個(gè)到上千個(gè)核苷酸不等，它與靶序列( target sequence) 是互補(bǔ)的。一般多采用人工合成的短的寡聚脫氧核苷酸作為DNA探針。通常將ssDNA(探針?lè)肿?修飾到電極表面構(gòu)成DNA修飾電極。由于ssDNA與其互補(bǔ)鏈雜交的高度序列選擇性，使得這種ssDNA修飾電極具有極強(qiáng)的分子識(shí)別功能。在適當(dāng)?shù)臏囟取H值、離子強(qiáng)度下，電極表面的DNA探針?lè)肿幽芘c靶序列選擇性地雜交，形成雙鏈DNA(dsDNA)，從而導(dǎo)致電極表面結(jié)構(gòu)的改變，這種雜交前后的結(jié)構(gòu)差異，通過(guò)一電活性分子(即雜交指示劑)來(lái)識(shí)別，這樣便達(dá)到了檢測(cè)靶序列(或特定基因)的目的。雜交指示劑是一類能與ssDNA和dsDNA以不同方式相互作用的電活性化合物，主要表現(xiàn)在其與ssDNA和dsDNA選擇性結(jié)合能力上有差別，這種差別體現(xiàn)在DNA修飾電極上其富集程度不同，也就是電流響應(yīng)不一樣。另外，由于雜交過(guò)程沒(méi)有共價(jià)鍵的形成，是可逆的，因此固定在電極上的ssDNA可經(jīng)受雜交、再生循環(huán)。這不但有利于傳感器的實(shí)際應(yīng)用，而且還可用于分離純化基因。