传感信号放大技术是检测痕量生物分子的重要手段,在分析化学、生物医学、食品质量控制、环境监测以及法医学研究等领域中具有重要意义。荧光分析方法具有极高的时空分辨率,可以对核酸、蛋白质、酶以及离子等多种目标分子进行有效检测,在生物医学领域有着广泛的应用。荧光生物传感器根据是否需要将荧光分子偶联到探针的特点可以分为标记型荧光传感器和免标记型荧光传感器。标记型荧光传感器通常需要标记至少一个荧光基团,存在修饰过程复杂、检测成本高等不足,因此发展反应条件温和、操作方法简单的免标记型荧光传感器,显得尤为重要。本论文将功能化的G-四链体作为免标记的荧光信号产生元件与基于核酸探针的酶促型信号放大方法相结合,实现对包括核酸外切酶Ⅲ（Exonuclease Ⅲ,Exo Ⅲ）、三聚氰胺、Hg2+、Dam甲基转移酶（Dam MTase）等在内的各种目标分子的灵敏检测,分别考察传感体系的可行性、最优反应条件、灵敏度、选择性以及实际样品检测能力,具体内容如下:第一章:介绍了生物传感器的原理和种类及荧光生物传感器的最新研究进展,介绍了 G-四链体的概念及其常见的应用,同时介绍了几类常见的基于核酸分子的信号放大技术,并阐明本论文的研究意义和研究内容。第二章:我们设计一种功能化的发夹型G-四链体核酸探针,构建一个简便、免标型荧光分析方法用于检测Exo Ⅲ。该传感体系充分利用发夹结构限制G-四链体构象形成的特点,以G-四链体/ThT复合物为免标记荧光报告单元进行设计。Exo Ⅲ的出现,发夹结构被破坏,酶切产物可以顺利形成G-四链体的结构并产生G-四链体/ThT复合物,荧光信号得到大幅提升。该检测方法对ExoⅢ具有良好的选择性,检测的线性范围为0.5-40 U/mL,检测限（limit of detection,LOD）为0.4 U/mL。该方法有望用于疾病诊断和药物筛选等领域。第三章:我们构建了一种基于核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）辅助循环放大的荧光分析方法用于快速和灵敏地检测三聚氰胺。三聚氰胺的出现破坏了发夹型核酸适配体探针的构象,进而触发Exo Ⅲ持续水解核酸适配体探针并产生G-四链体/ThT复合物,荧光信号明显增强。该方法的线性范围为0.1 nM-0.1μM,LOD为83 pM,并且在牛奶中获得良好的回收率:91%-104%。该方法具有一定的通用性,我们用该方法还检测了 Hg2+,线性范围为0.1 pM-1 nM,LOD为33.1 fM,自来水中检测Hg2+的回收率为96%-109%。该荧光分析方法具有良好的实际应用价值。第四章:基于磷酸化的发夹探针和末端转移酶（TdT）介导的无模板扩增效应,我们构建了一种免标记的荧光传感方法,用于检测Dam甲基转移酶（Dam MTase）。Dam MTase的出现触发发夹探针发生甲基化,进而成为限制性核酸内切酶Dpn Ⅰ水解的底物分子,酶切产生活化的3’-OH末端触发TdT介导的无模板扩增,最终产生具有G-四链体/ThT复合物的长链,荧光信号得到大幅度增强。该分析方法对Dam MTase具有良好的选择性,检测的线性范围为0.1-100 U/mL,LOD为0.024 U/mL。该方法有望作为筛选甲基化抑制剂的有力工具,在药物研发和疾病诊断方面具有重要意义。