核酸适配体是近年来发展起来的一类经过人工筛选出的单链寡核苷酸片段，能够特异性、高亲和力地识别各种靶分子。因其具有分子量小，稳定性好、没有毒性、可化学合成、易功能化修饰与标记等优点而被认为是一种优良的生物传感器识别元素。目前，大量基于核酸适配体的生物传感器被应用于检测金属离子、有机小分子、蛋白质、抗体、细菌和细胞。本论文主要致力于核酸适配体光学传感器的构建及其在核酸适配体与靶分子相互作用中的研究。全文由四部分组成，其具体内容如下：　　 1、构建了基于双偏振干涉技术(简写为DPI)的柯喃因适配体传感器，并利用这个无标记的传感器对柯喃因与其适配体的相互作用进行了实时在线研究。通过紫外可见吸收光谱、圆二色光谱、圆二色变性实验和DPI实验证明了在溶液中和在固液界面上柯喃因适配体(48个碱基的多腺嘌呤DNA)对柯喃因的特异性识别能力。采用静电组装方式将柯喃因适配体固定在DPI芯片上，并用DPI所解析的三个参数(质量、厚度和折射率)分析了在固液界面上适配体的结构。此外，利用DPI所解析的参数还得到了柯喃因与其适配体相互作用的动力学和热力学常数，分析了在此过程中的适配体的结构变化，并成功地实现了对柯喃因的检测。　　 2、利用无标记的DPI技术实时在线地研究了汞离子适配体与汞离子的相互作用，并构建了汞离子的适配体传感器。通过圆二色光谱和DPI实验证明了在溶液中和在固液界面上汞离子适配体(21个碱基的多胸腺嘧啶DNA)对汞离子的特异性识别能力。利用DPI所解析的参数分析了在固液界面上汞离子适配体的结构，汞离子与其适配体相互作用的动力学过程及结构变化，并实现了对汞离子的检测。　　 3、利用汞离子对胸腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基对的特异性结合和不同结构的DNA与银纳米粒子间的相互作用，构建了汞离子的无标记比色适配体传感器。　　 4、利用凝血酶适配体对铅离子和汞离子的特异性结合和不同结构的DNA与金纳米粒子间的相互作用，构建了铅离子和汞离子的无标记比色传感器。基于在铅离子和汞离子存在下金纳米粒子的紫外可见吸收光谱的差别，利用三种化学计量学方法(主成分回归、偏最小二乘和人工神经网络)对这两组分混合溶液建立校正模型，实现了对铅离子和汞离子的同时测定。