生命活动是各种生物活性物质参与的各种复杂化学反应的总结果。随着化学生物学和生物传感技术的发展，生物体内的生物化学反应过程逐步得到阐明，达到对生命过程和生命现象的更深层次的认识。生物活性物质具有特殊的生理功能，在生物体内发挥着重要的生物学作用，而且与各种疾病和癌症的发生有着紧密联系，因此，实现生物活性物质的检测具有极其重要的意义。荧光法具有灵敏度高、选择性好、操作简单易行等显著优势。尤其突出的是荧光探针分子能够在不损伤生物组织的情况下进入细胞，与活细胞内的目标物作用，导致荧光发生变化。并可借助于荧光成像技术，实现细胞内目标物的可视化、实时监控。因此在生物活性分子检测和生物医学领域应用等方面受到了越来越多的重视。近年来，纳米技术发展迅速，纳米材料因其独特的性质而呈现出优良的光学、电学特性且具有良好的生物亲合性和生物相容性等特性，在分析检测、生物传感等方面得到广泛应用。基于生物活性小分子检测的重要意义，结合荧光法的优势以及纳米材料的独特性质，本论文的研究工作主要包括以下几个方面：（1）基于汞离子与DNA碱基胸腺嘧啶T的特异性作用及荧光团与金纳米颗粒的荧光共振能量转移特性，设计了一种新型DNA荧光纳米探针用于生物硫醇的检测。Hg²⁺首先与T碱基形成T-Hg²⁺-T结构，由于荧光团靠近纳米金表面而导致其荧光被猝灭。Hg²⁺与硫醇的结合力强于与碱基T的结合力，将Hg²⁺从T-Hg²⁺-T中竞争下来，伴随着发卡结构的打开，荧光团远离金纳米颗粒，荧光增强，从而实现生物硫醇的灵敏检测并成功地应用于细胞成像研究。（2）基于硫化氢强亲核力且能二次进攻，结合双光子染料和石墨烯独特的光学特性，发展了一种以α,β-不饱和醛酮为识别位点的双光子荧光纳米探针用于细胞内H₂S的检测与成像。通过金刚烷与环糊精主客体作用将双光子探针修饰到氧化石墨烯纳米材料上。由于分子内存在双键，双光子探针的荧光低。当H₂S与双键发生亲核进攻后，再与邻位的迈克尔受体发生迈克尔加成反应，将双光子分子释放出来，荧光恢复。环糊精修饰的氧化石墨烯的水溶性好，细胞膜穿透能力强。本探针有望用于活体细胞和组织内H₂S实时监控与成像。（3）基于金属纳米颗粒离子释放催化罗丹明酰肼探针水解反应，发展了一种新型荧光增强信号放大免疫分析方法。 IgG存在时，通过抗原-抗体之间的特异性结合，形成夹心型复合物。一抗修饰在磁性纳米颗粒上便于分离，二抗标记上CuO纳米颗粒。在酸的作用下释放出大量的Cu²⁺，导致探针分子发生水解，荧光增强，实现对IgG的灵敏检测。