汞是一种重要的金属元素同时也是一种重要的环境污染物,因此,发展一种高灵敏高选择性的用于环境及食品中汞离子的检测方法具有非常重要的意义。基于此,在本论文的研究中,我们发展了以下两种基于核酸探针的汞离子和生物巯基的检测方法:基于DNA三叉结构的荧光探针特异性检测Hg²⁺浓度和生物巯基浓度的方法,DNA三叉结构由三条单链DNA组成,SS和QS分别在5’端标记了 HEX和3’端标记了 BHQ1,AS不作任何标记,其中SS和AS单链DNA富含胸腺嘧啶T。当没有Hg²⁺时,三条单链DNA能形成DNA三叉结构,当Hg²⁺存在时,Hg²⁺能够介导SS和AS单链DNA中的胸腺嘧啶形成T-Hg²⁺-T结构,将第QS单链DNA从DNA三叉结构中"推离"出去,DNA三叉结构变为双链DNA,使标记了荧光基团HEX和猝灭基团BHQ1的两条DNA分开,BHQ1对HEX荧光的猝灭被解除,HEX荧光值增加。该检测方法对汞离子的灵敏,最低检测限度为3 nM。DNA三叉结构生物传感器还可以用来检测谷胱甘肽和半胱氨酸等含有巯基的化合物,检测范围为20nM-400nM。该检测方法准确,检测范围较宽,特异性强,方法简单快捷,易操作。基于T-Hg²⁺-T结构和G四聚体的简便方法检测Hg²⁺浓度,设计两段DNA序列,其中一段序列是一段富含G,能形成G四聚体的序列HT-DNA,另一段是富含T的能对汞离子有特异性响应的序列RHT-DNA。在没有汞离子的条件下,HT-DNA能在相应的缓冲液条件下自由地发生折叠,形成G四聚体,与RHT-DNA不满足碱基互补配对原则,无法配对,而加入汞离子后,T碱基能通过汞离子形成T-Hg²⁺-T的错配,使得HT-DNA和RHT-DNA通过配对形成双链DNA,从而导致HT-DNA无法通过自由折叠形成G四聚体。此传感器基于G四聚体的特性,可以通过荧光分光光度计和紫外分光光度计两种途径检测Hg²⁺浓度,荧光分析法对Hg²⁺检测的最低检测限度为17.2 nM,紫外分析法对Hg²⁺检测的最低检测限度为15 nM,此方法无需对DNA进行修饰,设计简单,灵敏度好,可通过肉眼识别。