构建高灵敏度、高选择性、高生物相容性的DNA荧光传感器,对环境检测、医疗诊断、发酵工业、食品工业等各个领域的发展进步具有十分重要的意义。以往已经发展了许多基于纳米材料的DNA荧光传感器并被广泛应用于各类生物分子和金属离子检测。目前所用的纳米材料主要包括碳纳米材料和一些新型的二维纳米材料,虽然这些纳米材料做为荧光淬灭剂具有很好的荧光淬灭能力,然而它们通常存在制备困难、价格昂贵以及生物相容性差等问题。因此发展简单、高效而通用的荧光纳米淬灭剂制备方法,对于DNA荧光传感器构建具有一定的研究价值。本课题以贻贝仿生化学为手段,通过多巴胺氧化自聚并粘附在纳米材料表面实现了多种荧光纳米淬灭剂的制备;这些纳米复合材料展示出优良的荧光淬灭性能并能够对特定序列的单链DNA以及金属离子进行检测。本课题的主要研究内容为以下三个部分:(1)第二章中,通过贻贝仿生化学,我们制备了聚多巴胺包裹镁铝层状双金属氢氧化物的纳米复合材料PDA-co-LDH。利用PDA-co-LDH的高效荧光猝灭能力,我们设计了一种基于PDA-co-LDH的DNA荧光传感器,研究了其对特异性的核酸系列检测性能。PDA-co-LDH的制备、处理过程十分简单,只需在常温下、碱性溶液中将制备好的Mg/Al-LDH与多巴胺混合搅拌。在构建DNA荧光传感器中,FAM标记的探针ssDNA与PDA-co-LDH混合后可以有效地猝灭荧光,加入靶标ssDNA后,能形成螺旋状的dsDNA结构,并从纳米片表面脱落,使荧光恢复。根据荧光强度的变化,可以定量检测靶标ssDNA,其检测限约为1.0 pM。此外,该DNA荧光传感器能选择性检测与ssDNA探针碱基完全匹配的靶标ssDNA。该传感器具有较高的灵敏度和选择性,因此,可以通过合理设计不同功能的DNA序列,实现不同分子的检测。(2)第三章中,通过贻贝仿生化学手段修饰二氧化硅纳米粒子,我们制备了 PDA-co-SiO2NPs作为高效荧光猝灭剂,用于构建检测功能核酸和Ag+离子的DNA荧光传感器。PDA-co-SiO2NPs的制备十分简单,只需在室温下、碱性的水溶液中将SiO2 NPs与多巴胺混合搅拌。在检测靶标ssDNA和金属离子Ag+时,基于PDA-co-SiO2 NPs的DNA荧光传感器具有优良的灵敏度和选择性。而且,基于该复合纳米材料对ssDNA和dsDNA有不同的荧光粹灭效果,可用于区分不同的DNA链。此外,PDA-co-SiO2 NPs的高效荧光猝灭能力使得该传感体系可以用于定量检测靶标ssDNA,检测限为1nM。更重要的是,由于多巴胺与各种材料和表面的普遍结合,该方法也将很容易扩展到制备许多其他基于聚多巴胺的功能材料来构建DNA荧光感器。(3)第四章中,基于贻贝仿生化学,制备了聚多巴胺修饰高岭土纳米管(KNTs)的纳米复合材料PDA-co-KNTs,该纳米材料的制备过程简单、制备环境温和,只需在常温下、碱性溶液中将KNTs与多巴胺混合搅拌。重要的是PDA-co-KNTs具有良好的荧光猝灭能力,且对ssDNA和dsDNA具有区分能力,可以用于构建检测功能核酸的DNA荧光传感器。在定量检测靶标ssDNA时,基于PDA-co-KNTs的传感体系表现出优异的灵敏度,且响应迅速,其检测限为0.9 nM。此外,该DNA荧光传感器能够识别不同程度碱基错配的靶标ssDNA,具有良好的选择性。更重要的是,由于聚多巴胺可以粘附在任何基底材料的表面,本次研究中的修饰方法能成为构建其他DNA荧光传感器的通用策略,有望于检测不同的分析物。