DNA杂交的动力学检测在疾病的诊断,病原体感染疾病的治疗和法医鉴定的过程中起着越来越重要的作用,本文基于化学气相沉积法(CVD)生产的石墨烯(GNs)构建了光电双通道生物传感器及检测系统并由它实现了对DNA分子杂交的动力学检测研究。传感器的构建过程是由CVD生产的GNs经过湿法转移的方式转移到带有氧化烟锡电极的玻璃板上形成石墨烯场效应管(GFET)作为生物传感器的电学检测通道;利用1-芘丁酸琥珀酰胺酯(PBASE)将被荧光修饰的探针链(Aptamer)固定到GNs表面,接着加入氧化石墨烯(GO)猝灭修饰在Aptamer上的荧光,从而建立生物传感器的光学检测通道。互补链存在时,互补链和Aptamer结合脱离GO使修饰在Aptamer上的荧光恢复,与此同时,互补链代替GO与Aptamer结合从而建立新的双导电层引起GNs电导率的变化。光电双通道检测系统的构建主要包括光路和电路两部分。其中,光路部分的构成主要包括LED灯、光线准直器、凸透镜、二向色镜以及光电倍增管(PMT)。LED灯发出的光经过光纤准直器、二向色镜反射、凸透镜等聚集到生物传感器的反应腔中提供激发光源,被激发的荧光透过二向色镜后经过凸透镜聚集到PMT的有效感应区,PMT将光学量信号转换为电学量信号之后通过滤波器、放大器以及模/数转换器最后得到相应的电压值来反映反应腔内物质的荧光强度从而组成生物传感器的光检测通道。电路部分的构成主要包括电源模块、AD信号采集模块、PMT增益控制模块、信号调理模块、栅压输出模块以及桥式电路模块。系统的电源模块通过对输入电压进行适当的转换为系统模块提供稳定性好的优质能源。在生物传感器检测目标分子时,固定栅压输出模块输出的栅压值,利用桥式电路模块测量GFET源漏极间的电压来反映GNs电导率的变化从而组成生物传感器的电学量检测通道,与此同时利用PMT增益控制模块调节合适的PMT增益对系统的光信号进行光电转换和数据采集。AD信号采集模块将采集到的光路信号和电路信号进行模数转换之后输入上位机进行信息处理和保存。该系统结合了GFET生物传感器和荧光共振能量转移(FRET)生物传感器来共同实现对生物分子的检测。自制的光电双通道检测设备通过记录荧光强度和GNs电导率的变化来实时地反映DNA分子的杂交过程。与传统的具有单一检测方式的生物传感器相比,光电双通道生物传感器能够更加灵敏和可靠地检测DNA杂交随时间和浓度的变化,检测下限达到50nM,与以往的用于实时检测DNA链杂交过程的生物传感器相比,提高了2个数量级。除此之外,这项工作还为设计多重传感技术的生物传感器提供了一种新的方法。