生物体内痕量活性物质的分析和检测是了解生物分子的结构和功能,获取生命过程中的化学生物信息,阐释生命活动机理以及对疾病的诊断和治疗提供依据的最重要手段。现阶段的生命科学研究已经全面进入到了单分子,单细胞水平的研究。传统的生物分析方法已经不能够满足分子生物学的发展要求。纳米技术为生物学研究提供了新的研究手段。纳米探针具有高选择性、高灵敏度、快速,简便等特点。本论文基于金纳米粒子和氧化石墨烯,建立了不同的生物传感器,为研究DNA与DNA之间,DNA与金属离子之间的相互作用提供了依据。论文共分5章,具体内容如下:　　 1.概括了纳米材料的特点,综述了金纳米粒子和氧化石墨烯在生物分析中的应用,简述了本论文的研究内容和研究意义。　　 2.基于金纳米粒子建立了一种检测银离子的局域表面等离子体共振光散射方法。根据Ag+能特异性的识别DNA中的C-C碱基错配,使本来吸附在金纳米粒子上的单链DNA形成双螺旋并从金纳米粒子表面脱附,降低了金纳米粒子的抗盐能力,从而诱导金纳米粒子的聚集。研究这个过程体系局域表面等离子体共振光散射强度的变化,表面等离子体吸收光谱的变化,溶液颜色的变化,并通过透射电镜和融链温度来验证金纳米粒子的聚集和DNA的杂交过程。在最佳实验条件下,体系局部表面等离子体共振光散射的强度在Ag+浓度为0.13～1.12 mmol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为62.0nmol/L,并对合成水样和无铅焊锡丝中的Ag+进行检测,结果令人满意。　　 3.合成了氧化石墨烯,并对合成的氧化石墨烯通过扫描电镜分析,X射线粉末衍射分析,红外光谱分析,紫外可见光谱分析,拉曼光谱分析等手段进行了表征。根据单链DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬灭标记在单链DNA上荧光分子的荧光,Ag+能特异性的识别DNA中的C-C碱基错配,使单链DNA形成双螺旋从氧化石墨烯上脱附,荧光分子荧光得到恢复这一原理,基于氧化石墨烯建立了一种检测Ag+的荧光纳米探针法。研究了体系荧光光谱和圆二色谱的特征。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化与Ag+的浓度在30.0～250.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法的检出限为19.1 nmol/L,并对环境水样中的Ag+进行检测,结果令人满意。　　 4.根据单链DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬灭标记在单链DNA上荧光分子的荧光,当单链DNA形成三螺旋后,会从氧化石墨烯上脱附,荧光分子荧光得到恢复这一原理,基于氧化石墨烯建立了一种检测特定序列双链DNA的荧光纳米探针法。以猿猴病毒SV40大T抗原gp6段碱基序号为4424-4440的一段同聚嘧啶-同聚嘌呤序列为目标DNA,用FAM分子标记的单螺旋DNA为探针时,在最佳实验条件下,荧光增强的强度与DNA的浓度在40.0～260.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法的检出限为14.3nmol/L。用TAMRA分子标记的单螺旋DNA作为探针时,在最佳实验条件下,荧光增强的强度与DNA的浓度在20.0～300.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法的检出限为16.9 nmol/L。方法对特定双螺旋DNA具有良好的选择性。　　 5.根据单链DNA能吸附在氧化石墨烯上,并且氧化石墨烯能淬灭标记在单链DNA上荧光分子的荧光,Pb2+会诱导含多鸟嘌呤碱基的单链DNA形成四螺旋从氧化石墨烯上脱附,荧光分子荧光得到恢复这一原理,基于氧化石墨烯建立了一种检测Pb2+的荧光纳米探针法。研究了体系荧光光谱和圆二色谱的特征。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化与Pb2+的浓度在5.0～60.0nmol/L之间呈良好的线性关系,方法的检出限为3.6 nmol/L,并对生物样品和环境样品中的Pb2+进行检测,结果令人满意。