生物传感技术在对生物分子进行分析检测方面具有灵敏度高、选择性好、操作简单、分析成本低、可进行原位测定等优点,在制药、食品分析、临床诊断、生物医学、环境监测方面有广泛的应用。核酸信号放大技术利用聚合扩增、酶切循环等手段,能够显著提高检测的灵敏度。构建基于核酸信号放大技术的生物传感分析方法,对改善体系的分析检测性能具有重要意义。点击化学反应具有反应条件温和、产率高、几乎无副产物生成、不需要特定的纯化过程等诸多优点。在药物发现、聚合物合成、DNA化学连接、细胞成像等领域呈现出广阔的应用前景。纳米材料具有独特的光学和电化学等性质,将纳米材料与点击化学反应相结合应用于光学生物传感分析为构建新型生物传感体系提供了新的思路。本研究论文利用核酸信号放大作用和DNA模板点击化学反应,发展了三种荧光生物传感分析新方法用于核酸和金属铜离子的定量分析检测。具体内容如下:1.将DNA模板点击化学反应和链置换信号放大技术相结合,建立一种简单便捷的荧光检测方法,实现了对Cu2+的快速检测。在体系中加入Cu2+后,引发DNA模板点击化学反应而使得发夹探针H1末端连接并保持结构稳定,信号探针H2与荧光分子ThT结合后产生强的荧光信号;而无Cu2+存在时,发夹探针H1经过循环链置换反应与信号探针H2杂交,H2的G4结构被破坏后不能与ThT结合,大大降低了背景信号。在最佳的实验条件下,该方法分析速度快、选择性好,对Cu2+检测的线性范围为5.0×10-7 mol/L～2.O×10-5 mol/L,检测下限为2.23×10-7mol/L(S/N=3)。此外,将所建立的方法用于实际河水中Cu2+含量的测定,实验结果令人满意。2.基于DNA模板点击化学反应与二氧化硅纳米粒子信号放大技术,建立了一种新型、简单的荧光偏振方法用于Cu2+的高灵敏、高特异性检测。在Cu2+存在时,Cu2+被抗坏血酸钠还原成Cu+,并催化DNA探针P1-P2双链上的末端炔烃和叠氮基团发生CuAAC连接反应,通过链置换反应与生物素修饰的P3互补杂交形成P1-P2-P3复合物,通过链霉亲和素与生物素的特异性作用将P1-P2-P3结合到SA-Si02,产生较强的荧光偏振信号;而无Cu2+时,P1和P2不能连接,与P3进行链置换反应后,FAM-P2游离在溶液中,偏振信号较弱。在优化的实验条件下,实现了对Cu2+的高灵敏和特异性检测,检测下限为1.78 × 1 0-8 mol/L。3.基于核酸酶辅助信号放大技术并结合G-四链体/ThT荧光信号增强作用,建立了一种简单、免标记、超灵敏的微小RNA检测新方法。本章选择miRNA-261作为模型分析靶标,并精心巧妙设计发夹探针和模板探针。当靶标与发夹探针杂交打开其环状结构后,才能够与模板探针杂交。并通过核酸聚合酶和内切酶的辅助作用,引发连续等温循环链置换反应,释放出大量的靶标类似物和G-四链体序列。在钾离子的辅助作用下,信号分子ThT与G-四链体序列作用形成稳定的G-四链体/ThT复合物,增强了 ThT的荧光信号。根据荧光强度的变化实现了对miRNA的超灵敏检测,检测下限为5.6× 10-15 mol/L。同时,该方法具有较高的特异性和复杂环境适用性,在生物医学研究和临床诊断领域有着潜在的应用价值。