DNA是生物遗传信息的载体,由于遵循严格的碱基互补配对原则,DNA纳米材料具有优良的可控性、可编程性和可预测性,被广泛的应用于生物传感器的构建。免疫聚合酶链式反应能够将蛋白质的免疫检测转化为DNA的检测,借助于DNA纳米材料的扩增能力,很大程度上提高了蛋白质检测的灵敏度,但是需要复杂的固定和繁琐的洗涤过程。为了解决这一问题,Fredrisson课题组首次提出了DNA介导的邻近连接分析,避免了洗涤或分离等步骤,实现了均相溶液中蛋白质的超灵敏检测。该策略通过亲和力相互作用对目标蛋白进行识别绑定,将两条或多条DNA序列拉近,使其形成完整的信号传导分子,从而产生可检测的DNA序列。但是,由于目标物的识别方式为双识别模式,存在一定的局限性,比如通用性差,检测的准确度和灵敏度低,邻近结合反应不可逆,无法实现对邻近结合的有效调控。DNA镊子作为DNA分子机器的一种,具有“开”、“合”两种构象,在特定的核酸分子、p H变化、小分子等的刺激下,可在两种构象之间进行动态转换,进而实现对特定刺激的捕获、保持和释放。通过对DNA镊子有效调控,为通用型邻近分析开关的构建提供了可能。本论文主要分为四章:第一章为绪论部分,主要介绍了DNA纳米材料,DNA介导的邻近分析,DNA镊子的基本情况,以及本论文解决的科学问题和主要研究内容。第二章,构建了以DNA镊子为支架的邻近分析开关,将粘性末端结构域（TD）和分支迁移结构域（BMD）分别修饰在DNA镊子臂的两端,利用镊子的动态转换,实现了对邻近分析的有效调控。将其与杂交链式反应（Hybridization chain reaction,HCR）相结合,实现了miRNA的超灵敏检测,检测限为9.4 f M。通过改变适体序列,还对蛋白类生物药物凝血酶进行了灵敏、特异检测,提高了邻近分析的通用性。基于DNA镊子的构象转换,构建了布尔逻辑平台,实现了系统的逻辑运算。该策略在生物检测和生物医学研究领域具有较大的应用潜力。第三章,构建了一个DNA镊子驱动的可再生DNAzyme纳米反应器。该反应器以DNA镊子为支架,可以在靶标检测时进行可逆性调控,首次实现了DNAzyme的可再生。本方法实现了对miRNA的灵敏、特异检测,检测限为1.23 p M。此外,本方法还实现了对小分子药物腺苷的灵敏、特异检测,可以区分正常人和癌症病人的尿样,说明该策略能够用于多种目标物的灵敏分析,具有良好通用性,为临床样本中癌症相关生物分子的灵敏和选择性检测提供了一个重复、可再生的平台。第四章为结论和展望部分,对本论文的研究成果进行了总结和展望。