金属离子,蛋白质和核酸由于其与人类生产生活密切相关而一直是重要的分析对象。环境中微量的重金属可以通过食物链富集,人通过饮用或食用受重金属污染的水或食物使体内重金属浓度不断积累,当其超过一定的限度时,会导致各种疾病。而核酸是生命体基本的遗传物质,其碱基的突变会引起多种遗传性疾病。此外,蛋白质是生命活动的物质基础,一些蛋白质的含量已经成为了临床诊断一些疾病的重要指标。因此,建立简单快速检测金属离子,蛋白质和核酸的分析方法具有重要的生物学意义。光化学生物传感器由于具有检测限低,分析速度快,能够实现实时无损分析等诸多优点而有广阔的研究前景。本文发展了几种检测金属离子,蛋白质和特异性基因序列的光化学检测方法：(1)结合特异性DNAzyme与实时荧光定量PCR技术,发展了一种无标记的铅离子传感器。具体方法如下：底物链的两端分别延伸了两个与引物杂交的区域,铅离子催化DNAzyme将底物链切割,导致其浓度下降。通过实时荧光定量PCR测定底物链的浓度从而达到铅离子检测的目的。实验结果表明该传感器对铅离子从10 nM到5μM有良好的动态响应,检测下限为1 nM。此外,该传感器对其它一些可能与铅离子共存的二价离子具有良好的抗干扰能力。(2)提出了一种新型的均相荧光保护法,基于我们的分析原理,实现了对IgE的快速高灵敏检测。标记了异硫氰酸荧光素(FITC)的IgE适配体与IgE结合后,阻碍了抗异硫氰酸荧光素抗体(anti-FITC)与FITC的结合而产生FITC的荧光,通过检测荧光强度实现对IgE的定量检测。实验结果表明该方法对IgE从1 nM到40 nM具有良好的线性范围,检测下限达到0.1 nM。此外,该传感器对血清中其它的蛋白质具有很好的抗干扰能力。(3)利用单壁碳纳米管的荧光淬灭能力,建立了一种检测目标DNA序列的生物传感器。目标序列与缠绕在SWCNT表面的标记有荧光团羧基荧光素(FAM)的单链DNA杂交,将其从SWCNT表面置换下来,恢复单链DNA上FAM的荧光,通过检测溶液的荧光强度达到检测目标序列的目的。利用该方法,实现了对p-地中海贫血基因中-28位(A→G)特异性基因序列的检测,实验发现该方法具有区分单碱基错配的能力。