随着工业的发展和资源的开采,重金属污染越来越严重。由于重金属离子难以被生物降解,它们会在人体内蓄积,对人体健康造成严重威胁。纳米材料增强的适配体生物传感方法被广泛用于重金属离子的检测。然而,传统方法在不同程度上依然存在分析时间冗长、操作复杂、灵敏度较低、仪器昂贵且缺乏便携性等带共性科学问题。针对这些问题,本论文以二价汞离子(Hg2+)和二价铅离子(Pb2+)为模型分析物,着重利用金纳米颗粒（Au NPs）的丁达尔效应（TE）并结合分析物特异性适配体,成功开发了两种简单、快速、便携、高灵敏的重金属离子生物传感新方法。具体内容如下:（1）在第二章中,采用Au NPs作为比色探针,重点引入胸腺嘧啶-Hg2+-胸腺嘧啶(T-Hg2+-T)配位化学原理,首次提出了一种基于TE的Hg2+可视化纳米生物传感新方法。当样品中存在Hg2+时,该分析物可通过T-Hg2+-T高特异性配位反应,介导三种柔性单链适配体DNA（ss DNA）杂交以形成稳定的刚性双链DNA（ds DNA）结构。一方面,Au NPs探针因其表面没有吸附足够的ss DNA作为稳定分子保护而在高盐浓度溶液中发生团聚。另一方面,两个ds DNA末端硫醇基团亦可在Au NPs表面自组装,进一步加剧这些纳米探针的团聚。由此产生的“双重”团聚效果导致反应溶液产生显著增强的TE信号,且增强程度与样品中分析物离子浓度成正比。实验结果表明,新方法使用廉价激光笔作为手持光源即可在10 min内对625 n M Hg2+进行快速肉眼定性分析。使用智能手机进行便携式TE信号读取,则可进一步实现分析物的定量测定。所得线性浓度范围为0.156-2.5μM,检测下限估算约为25 n M（3σ）。此外,将其用于自来水、饮用水和池塘水等实际样品分析,回收率在93.68%-108.71%之间。（2）在第三章中,同样利用Au NPs及其TE信号,着重结合重金属离子选择性介导G-四联体配位化学,第一次发展了一种Pb2+目视纳米生物传感新方法。当样品中存在Pb2+时,分析物可被物理吸附在Au NPs表面的富G柔性适配体ss DNA探针捕获,进而促使后者形成刚性G-四联体从纳米颗粒表面脱附至反应溶液中。Au NPs因缺乏足够的ss DNA作为稳定分子,其在高盐溶液中发生严重团聚,导致反应体系产生正比于Pb2+浓度且显著增强的TE信号。实验结果表明,新方法使用手持式激光笔光源即可对500 n M Pb2+进行快速肉眼定性分析。使用智能手机进行便携式TE信号读取,则可进一步实现分析物的定量测定。所得线性浓度范围为0.25-4μM,检测下限估算约为12 n M（3σ）。此外,将其用于自来水、饮用水和池塘水等实际样品分析,回收率在96.4-111.5%之间。