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苝衍生物、核酸染料SYBRGreenI以及荧光素衍生物等具有稳定的化学结构，良好的光学性质，因此作为重要的荧光探针在生物分析和生物传感方面应用广泛。本论文利用带正电荷的苝衍生物、SYBRGreenI及荧光素这几种小分子荧光探针构建了检测蛋白质、乙酰胆碱酯酶、腺苷、pH、蛋白酶等一系列的生物传感器。主要内容如下:
1.基于带正电荷的苝衍生物荧光探针我们发展了一种新的检测定量蛋白质的方法。以转录因子c-jun为例进行研究。当苝衍生物化合物1与c-jun蛋白质的特异性DNA(J-DNA)作用时，化合物1的单体荧光被猝灭。然而，当c-jun蛋白质与J-DNA结合后，荧光产生恢复。并且荧光的发射强度与加入的c-jun蛋白质的量成正比。通过考察非特异性蛋白质、非特异性DNA和具有点突变的核酸序列，证明该检测方法具有较好的选择性。我们的方法具有免标记、方法简单（不需要同位素标记和电泳）、快速、廉价等特点。该方法在蛋白组学、基因组学和药物研发方面有潜在的应用价值。
2.基于配位聚合物的形成我们设计了具有高灵敏度、高选择性的乙酰胆碱酯酶活性及其抑制剂的检测方法。聚阴离子（聚乙烯磺酸钠）能猝灭带正电荷探针1的荧光。乙酰胆碱酯酶能水解硫代乙酰胆碱生成巯基胆碱，进而与Ag(I)形成带正电荷的配位聚合物，能替代正电荷的荧光探针1与聚乙烯磺酸钠作用，从而探针1游离至溶液中，荧光恢复。探针1荧光恢复的程度与乙酰胆碱酯酶的量有直接定量关系，利用这种方法可以获得0.04mU/mL的检测限。而且通过实验验证这种方法选择性也比较高，干扰蛋白质加入后没有明显的荧光增强。同时也考察了乙酰胆碱酯酶抑制剂对乙酰胆碱酯酶的抑制效果。我们发展的乙酰胆碱酯酶及其抑制剂的检测新方法简单、方便、价格便宜。
3.利用KlenowFragment聚合酶的5‘到3’的DNA聚合酶活性和3‘到5‘的单链外切酶活性和腺苷的核酸适配体我们发展了免标记检测腺苷的方法。选用的腺苷适体是由完整的适配体分开成两段的两条核酸链（aptamer-A1andaptamer-A2）组成。没有腺苷存在时，适配体以单链状态存在，能够被KlenowFragment聚合酶消解成小片段，此时加入SYBRGreenI（双链DNA结合染料）只有很弱的荧光信号。当加入腺苷后，两条核酸链在腺苷的作用下形成双链，聚合酶发挥5’到3DNA聚合酶的性质，延伸出更长的双链，加入SYBRGreenI染料，荧光信号急剧升高，从而能进行小分子腺苷的定量。这是一个简单的、便宜的、无需标记的方法。
4.利用核酸i-motif结构对pH值的敏感特性，选择富含胞嘧啶C的核酸链及其互补链，以及利用染料SYBRGreenI对单双链DNA的不同荧光响应特性，研制了一种新型的荧光pH传感器。当pH值从5.0变为7.5时，SYBRGreenI的荧光强度增大了4倍多。该pH传感器具有简单、快速、成本低等优点，有望用于相关生物过程pH值变化的传感分析。
5.基于蛋白酶对细胞色素c的水解特性，我们设计了一种检测蛋白酶的方法。该方法利用带正电荷的细胞色素c（含铁血红素）作为FAM-DNA的猝灭剂，通过电荷转移作用使FAM-DNA的荧光猝灭。同时细胞色素c作为蛋白酶的底物，能被蛋白酶水解成带负电荷的含血红素的短肽，从而不与FAM-DNA作用，荧光恢复从而可以定量检测蛋白酶。
6.基于核酸适配体与蛋白质的高度亲和力，我们发展了一种检测溶菌酶的方法。该方法利用带正电荷含有血红素的细胞色素c为猝灭剂，它能与修饰FAM的核酸通过静电相互作用，使FAM的荧光猝灭。加入溶菌酶后，其与FAM修饰的核酸适配体特异性作用，释放出细胞色素c使荧光恢复，从而可以定量检测溶菌酶。该方法简单、快速、选择性高。