当今社会,在生命科学领域的研究越来越受到大家的广泛关注,而在进行科学研究时往往会涉及到材料的选择。自Turberfield首次将四个DNA链组装成DNA四面体结构后,由于其独特的性质,近年来DNA四面体在生命科学中的应用越来越受到研究者们的青睐。氧化石墨烯（GO）具有优异的光学性能、电学性能和机械性能以及化学性能,且容易合成,因此它在基于DNA的传感器中的使用非常广泛。本文主要是基于荧光的检测,利用DNA纳米材料和GO的特殊功能开发了几种生物传感器,用于检测铅离子、凝血酶（K+）、腺苷三磷酸（ATP）和单核苷酸多态性（SNP）等,主要研究内容有以下三个工作:（1）基于DNA四面体自组装FRET荧光指纹分析生物分子及离子。合成了一个DNA四面体,然后在四面体的顶点或棱上修饰几个荧光分子,当目标生物分子（或离子）加入到溶液时,相应的核酸适配体会识别目标分子（或离子）,使核酸适配体的结构发生变化或四面体的形状发生变化,而使得相邻两个荧光分子之间发生FRET效应。记录相邻两个荧光分子荧光值,获得两个荧光分子发射峰的比值,计算发射峰I第二个荧光分子的激发峰/I第一个荧光分子的激发峰 的比值来分析目标分子（或离子）的浓度。合成的四面体用高效液相色谱法（HPLC）分离,产率比较高,纯度很高。分析ATP时线性相关系数为0.98,最低检测值为0.1 μM。分析DNA时线性相关系数为0.99,最低检测值为0.1 μM。分析K+时线性相关系数为0.98,最低检测值为1 mM。该传感器具有比较高的灵敏度和抗干扰的能力。（2）开发了基于硫黄素T（ThT）诱导G-四链体形成的铅离子的高灵敏度传感器。首先,本文中检测到缓冲液中只有ThT时的荧光值非常低。然后,当添加富含G的DNA序列时,该DNA序列与铅离子特异性结合,于是本文中检测到了明显的荧光值的增强。最后,在铅离子存在的情况下,DNA序列与铅离子特异性结合而脱离ThT导致了荧光值的降低,从而达到检测铅离子的目的。该生物传感器关于铅离子浓度的荧光信号线性的对数范围为20nM-1000 nM,检测限为1 nM。所提出的生物传感器以“on/off”模式来高选择性和特异性的快速检测铅离子。（3）基于氧化石墨烯的荧光嵌入染料SYBR Green I检测单核苷酸多态性。SG可以特异性嵌入双链DNA（dsDNA）,用497 nm激发在525 nm处可检测到荧光。而SG与单链DNA（ssDNA）的结合能力要弱很多,所以与dsDNA相比,ssDNA在525 nm处的荧光值较低。GO已被证明可以通过能量转移淬灭荧光,所以本文用GO特异性吸附ssDNA淬灭其荧光,使荧光值迅速下降;而完全互补的寡核苷酸组荧光值仍然较高,信噪比高。该检测方法无需标记、成本低,操作简便,灵敏度高,SNP区分度高,且在室温下即可进行SNP区分。