DNA模板的金属纳米团簇由几个到几百个金属原子组成,其尺寸介于金属原子和纳米颗粒之间,是处于原子和纳米颗粒中间的过渡形态。DNA模板的金属纳米团簇主要包括DNA模板的银纳米团簇（DNA-Ag NCs）、铜纳米团簇（DNA-Cu NCs）、金纳米团簇（DNA-AuNCs）等。因其体积小、毒性小、荧光强度高、抗光漂白性能强、光学性能优异等优点,DNA-AuNCs作为一种新型的荧光纳米探针在生物传感和生物成像等领域具有较大潜在应用价值。本文以A30 DNA为模板,合成高发光强度的DNA-AuNCs,设计了基于DNA-AuNCs的无标记型多元分子逻辑门的通用平台,构建了一系列信号增强型的荧光传感平台,用于L-组氨酸、鱼精蛋白和胰蛋白酶活性的灵敏检测。主要研究内容如下:1.以DNA-AuNCs作为荧光探针,利用Hg2+与生物巯基/三聚氰胺作用形成更稳定的Hg（II）-巯基/Hg（II）-三聚氰胺配位复合物,以及Cu2+与焦磷酸盐（PPi）形成稳定的Cu（II）-PPi配位复合物,构建了非标记型多元分子逻辑门通用平台（包括NOR,XNOR,IMPLY,OR,AND,INHIBIT等逻辑门）。通过这些较强的配位作用抑制Hg2+/Cu2+介导的DNA-AuNCs荧光猝灭,导致荧光强度增强。这些分子逻辑门利用Hg2+、Cu2+、生物巯基、三聚氰胺和焦磷酸盐（PPi）作为信号输入,根据DNA-AuNCs的荧光强度来定义信号输出。通过信号输出结果,该通用平台实现了Hg2+、三聚氰胺、Cu2+和PPi的灵敏检测,其中Hg2+的线性范围为5～500 nmol/L检出限为3 nmol/L。三聚氰胺的线性范围为50～500 nmol/L,检出限为15 nmol/L。Cu2+的线性范围为0.2～5.0μmol/L,检出限为60 nmol/L。PPi的线性范围为1～7μmol/L,检出限为350 nmol/L。这些逻辑门具有成本低、操作简单、设计灵活等优点。2.利用L-组氨酸与DNA模板相互作用,DNA-AuNCs的荧光信号得到显著提高,构建了新颖的信号增强型荧光传感新策略灵敏检测L-组氨酸和咪唑基药物。在L-组氨酸存在时,DNA-AuNCs在475 nm处表现出强烈的荧光发射信号,并且其荧光量子产率（QY）由1.9%提高到6.5%。DNA-AuNCs荧光增强主要归因于L-组氨酸与DNA的相互作用,导致A30 DNA模板构象发生改变,从而提供了更好的微环境用于保护AuNCs。该方法实现了L-组氨酸的高灵敏检测,线性方程为F/F0=0.0150C+1.0512（R2=0.985）,线性范围为1～50 nmol/L,检出限为0.3 nmol/L。三次重复测量的相对标准偏差（RSD）均不超过4.5%。3.基于阳离子聚电解质与DNA模板相互作用,设计了一种新型荧光传感平台灵敏检测鱼精蛋白和胰蛋白酶。当阳离子聚电解质存在时,DNA-AuNCs中带负电荷的DNA骨架与带正电荷的阳离子聚电解质发生静电吸引作用,导致DNA模板的空间构象发生变化,从而提供了更好的微环境用于稳定DNA-AuNCs。因此,AuNCs的荧光强度和稳定性同时得到提高,并且最大激发波长与发射波长几乎没有发生变化。类似的,当带正电荷的鱼精蛋白存在时,DNA-AuNCs的荧光强度增加,而胰蛋白酶能催化水解鱼精蛋白形成多肽片段,从而导致AuNCs荧光强度降低。该策略实现了鱼精蛋白与胰蛋白酶活性的灵敏检测,其中鱼精蛋白的线性方程为F/F0=0.2419C+0.9784,检出限为1.7μg/mL,回收率为98.4%～101.2%。胰蛋白酶活性的线性方程为F0-F=0.0152C+1.0012,线性范围为3～18 m U/mL,检出限为1m U/mL,回收率为98.6%～102.6%。