随着生物科学的发展以及人类日益增长的健康需求，分析化学新方法和新技术在生命科学和医学中的应用正受到了前所未有的关注。生物传感器是利用生物材料特异识别功能构建的分析工具或系统，作为分析化学发展的前沿，它已被广泛应用于生物化学分析、临床诊断、环境检测、药物筛选、军事科学等相关分析领域。在实际应用中，生物传感器灵敏度高、选择性好、成本低，并能实现快速地、实时的连续分析。因此，发展新的生物传感技术或方法对于进一步推动相关学科领域的深入研究具有重要的科学意义。在生物传感新方法的研究中，脱氧核酶和蛋白质-DNA相互作用的应用为构建方便的、非标记、通用的生物分析平台提供了新的设计思路。本论文以几种重要的生物功能蛋白、酶及生物小分子作为分析目标，聚焦于发展简单、低成本、高灵敏度及高选择性的生物传感新方法。通过利用G-四聚体脱氧核酶的高效催化能力和蛋白质-DNA的特异识别作用，我们的新方法研究获得了预期的结果。本论文的第2-4章是基于G-四聚体脱氧核酶构建的比色分析方法，第5-6章是基于蛋白质-DNA的特异识别作用构建的生物发光和电化学分析方法，具体内容如下：T4多聚核苷酸激酶(PNK)在许多细胞内生化进程中起关键作用。在第2章中，我们发展了一种新的比色分析策略用于评估PNK的活性和筛选它的抑制剂，该策略利用λ核酸外切酶的高效剪切作用和G-四聚体脱氧核酶类过氧化物酶的信号扩增作用而设计。一个包含G-四聚体脱氧核酶序列的非标记发夹DNA被用于该分析。当PNK存在时，该发夹DNA的5′端羟基能被磷酸化，而磷酸化的末端能被λ核酸外切酶识别并剪切。由于用于“封闭”作用的互补序列被酶切移除，G-四聚体脱氧核酶序列得以释放。应用该策略，对PNK的活性分析能转化为对G-四聚体脱氧核酶的定量分析。基于互补序列的完全封闭和剪切对脱氧核酶序列的充分释放作用，该比色方法展现了对PNK分析的优异检测能力，具备低的检测下限（0.06U/mL）和宽的检测线性范围（0.06-100U/mL）。此外，抑制剂对PNK活性的影响也被评估。该策略有很大潜力应用于发展高通量磷酸化分析和筛选相关的药物研究中。目前已有检测烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或其他辅酶的方法通常是复杂难处理的和灵敏度一般的。在第3章中，我们发展了一种新的基于脱氧核酶的可视分析策略用于检测NAD+，该策略基于连接酶介导的对链置换扩增(SDA)的抑制作用而设计。当存在NAD+时，SDA反应能被抑制，由于连接后的引物不能继续引导SDA，使得G-四聚体脱氧核酶序列不能被生成。这个结果引致能被G-四聚体脱氧核酶定量催化的有色产物不能形成。因此,可实现对NAD+的可视、高灵敏度的定量分析。该策略提供了一个简单的、高选择性的方法，检测限低至50pM。同时，它能为研究辅酶和其他小分子及DNA连接酶活性的定量检测提供了一个通用的分析平台。最近的研究对于筛选能与多聚脱氧腺苷酸[poly(dA)]特异结合的药物显示了巨大兴趣。在第4章中，我们发展了一个简单的比色分析策略用于检测能与poly(dA)序列特异结合的抗肿瘤活性物质甲氧檗因，该策略基于目标诱导分裂G-四聚体DNA的形成而设计。两条包含分裂G-四聚体序列和富A序列的DNA被应用于本策略。当存在甲氧檗因时，都包含有富A序列的两条DNA被拉近靠拢，形成了可催化有色化合物产生的G-四聚体脱氧核酶。该策略分析甲氧檗因的检测线性范围为0.033-1.667μM，检测限为16nM。该分析策略不仅操作简单，成本低廉，而且是肉眼可分辨的，在药物筛选研究中具有很好的应用潜力。DNA甲基转移酶(MTase)是一种重要生化进程的调控因子。目前已有分析DNA甲基转移酶活性的方法的通用性和灵敏度仍待改善。在第5章中，我们发展了一个新的生物发光分析方法用于检测甲基转移酶的活性，该策略基于甲基化敏感的剪切和蛋白质体外表达作用而设计。在该策略中，Dam MTase被用做我们的检测模型酶，MboI被用作甲基化敏感剪切的核酸外切酶。包含有荧光素酶报告基因的DNA(LR-DNA)被用于本分析。由于完全甲基化的LR-DNA能被表达成可检测的荧光素酶，Dam MTase活性能通过检测表达得到的荧光素酶的发光强度而获得定量。该策略对甲基转移酶的检测限低至0.08U/mL，检测线性范围宽达0.2-100U/mL。此外，该分析模型具有良好的通用性，可能延伸应用于检测其它DNA甲基转移酶和相应的抑制剂的筛选。灵敏地检测特异DNA序列结合蛋白对于转录相关疾病的诊断及相应调控机理的理解具有重要意义。在第6章中，我们发展了一种简单、灵敏、特异性高的电化学分析策略用于人TATA结合蛋白（TBP）的定量检测。在该策略设计了一个包含特异TATA盒的双链DNA探针(TBP-DNA)。当存在TBP时, TBP与固定在金电极上的TBP-DNA的特异结合使得电子转移阻抗(Ret)的发生改变。这种变化是由于带正电荷的TBP结合到带负电荷的TBP-DNA上引致的。因此，通过测量电极电阻抗的变化，我们能实现对TBP及其与TBP-DNA的特异相互作用的低成本且高灵敏度的定量分析。相比已有的TBP定量分析方法，该策略的检测限更低，为4.2ng/mL。该策略有望应用于转录调控和疾病诊断相关的生物医学研究中。