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重金属在各行各业被广泛应用,大量排放的废弃物会污染水源、大气和土壤,进而影响农作物和动植物的生长,通过食物链进入人体,在体内蓄积会造成人体脏器和神经系统的严重损害。重金属污染已成为环境监测、食品安全和生物医学领域备受关注的问题,故亟需完善现有的重金属检测技术,实现简便操作、特异识别、快速监测和准确量化的目的。基于DNAzyme的荧光生物传感器兼具选择性好、灵敏度高、简单快速、空间可视化和多路复用等特点,且可以灵活地集成纳米材料或核酸扩增技术,有助于提升方法的检测性能。因此,本论文以特异性强的DNAzyme为识别元件,借助稳定高效的催化发夹组装（Catalytic Hairpin Assembly,CHA）扩增技术,引入性能优异的纳米材料Ti3C2TX MXenes,基于光致电子转移（Photoinduced Electron Transfer,PET）和荧光共振能量转移（F（?）rster Resonance Energy Transfer,FRET）原理,以Pb2+或Cu2+为模型靶标,构建四种可推广的荧光生物传感新方法,实现灵敏、简便、快速、多重的检测。主要的研究内容和结果如下:（1）通过整合GR-5 DNAzyme、CHA、以及G-四链体（G4）/hemin DNAzyme和荧光团之间的PET,构建了一种signal-on荧光传感策略检测Pb2+。采用与酶链（GRE）互补的寡核苷酸（c GRE）以促进底物链（GRS）与GR-5DNAzyme的分离。分离的GRS作为引物可启动CHA过程,以及G4/hemin DNAzyme的形成,由于PET效应,导致荧光猝灭。在Pb2+存在时,GRS被裂解后抑制了CHA反应和G4/hemin DNAzyme的生成,伴随荧光的增强。这种DNAzymes-CHA-PET方法可在单管中实现Pb2+的检测,线性范围为0.1-150 ng m L-1,检出限为0.03 ng m L-1,具有线性范围宽、容易操作、特异性好的优势。该策略成功应用于加标水样和鱼样中Pb2+的检测。该创新性设计不仅为食品和环境样品中重金属离子的常规筛查提供了新思路,也为基于G4/hemin DNAzyme的PET生物传感器的开发和应用开辟了新途径。（2）基于RNA裂解抑制三臂分支连接体（Three-arm Branched Junction,TBJ）自组装构建了一种比率荧光生物传感器用于Pb2+分析。Pb2+依赖型DNAzyme用于Pb2+识别,利用催化发夹组装（CHA）形成TBJ。无Pb2+时,引物触发三个发夹通过CHA形成TBJ,导致低的FAM信号和强的ROX信号。Pb2+响应性DNAzyme的切割,阻碍CHA发生和TBJ形成,引起两个荧光团的FRET状态发生相反的变化,FAM信号增强,ROX信号减弱,并且可以记录比率荧光响应指示Pb2+的浓度,对Pb2+的识别分析更稳定可靠。Pb2+浓度在0.05-5 ng m L-1范围内,比率信号与Pb2+浓度呈良好的线性关系,检出限为0.03 ng m L-1。这种简单的方法实现了Pb2+的恒温检测,可以特异性地从竞争离子中识别Pb2+,通过茶叶样品验证了比率生物传感方法的准确度和潜在实用性。该荧光平台为基于FRET的比率法和DNAzyme策略的发展提供了新的途径,以监测重金属污染。（3）基于GR5 DNAzyme的高识别能力、Ti3C2TX MXenes的强荧光猝灭能力以及对DNA的亲和性差异,设计了signal-on荧光生物传感平台检测Pb2+。在没有Pb2+存在时,Ti3C2TX MXenes吸附GR5 DNAzyme,通过FRET猝灭FAM的荧光。在Pb2+存在时,底物链被裂解后释放短的FAM标记的单链DNA（5-mer）,体系荧光恢复。得益于Ti3C2TX MXenes调节的低背景信号,该方法可实现Pb2+的灵敏测定,线性范围为0.2-10 ng m L-1,检出限为0.05 ng m L-1。该DNAzyme方法表现出操作简便、特异性好、检测快速（20 min）、低成本、抗干扰能力强的优势,在加标水样和SRM样品中的应用获得了令人满意的结果。本工作建立的荧光生物传感器不仅为Ti3C2TX MXenes的DNA吸附特性提供了理论基础,而且具有现场监测水样中铅污染的潜力。（4）Ti3C2TX MXenes具有二维片层结构,凭借Ti-磷酸基团作用对FAM标记的Pb2+依赖性DNAzyme（FAM-Pb-DNAzyme）和ROX标记的Cu2+依赖性DNAzyme（ROX-Cu-DNAzyme）具有高亲和力,并可通过FRET猝灭FAM和ROX的荧光。Pb2+和Cu2+可激活DNAzyme的催化作用,使得底物链裂解,释放短的FAM和ROX标记的单链DNA,不被Ti3C2TX MXenes吸附,从而呈现荧光增强。采用两种DNAzyme和Ti3C2TX MXenes构建的signal-on荧光法通过同步荧光分析可用于同时检测Pb2+和Cu2+,检出限分别为0.03 ng m L-1和0.04ng m L-1。该DNAzyme荧光法操作简便、成本较低、特异性高、不受其他竞争金属离子和有机物的干扰。用于同步检测Pb2+和Cu2+的FAM和ROX探针之间没有交叉反应。采用同步荧光分析不仅节约了检测时间,提高了检测效率,而且为设计开发基于Ti3C2TX MXenes和DNA的传感平台开辟了新的机会。