核酸能够携带和传递遗传信息以及指导蛋白质的合成，在生物体中起着至关重要的作用。然而特定序列的核酸分子还能够识别目标分子或催化某些反应，基于核酸的特异识别作用可以设计和发展各种快速简单的生物分析方法。本论文利用光学分析方法，研究了荧光分子与G-四链体和三链DNA结构之间的作用，并构建了用于相应离子检测的生物传感器。具体内容如下：（1）系统地研究了核黄素与一系列可形成G-四链体的富G序列之间的相互作用。研究发现核黄素与PW17、G3T2、AGRO100、G3T、G3T4TT之间的相互作用较强，作用后荧光淬灭最高达90%。与ssDNA、dsDNA相比，核黄素对G-四链体结构有高度的特异性，可作为一种新的G-四链体荧光配体。核黄素与各种序列的G-四链体间的作用不同，对平行或反平行的不同结构并没有明显的选择性区别。比较了PW17分别与核黄素、FMN和FAD间的作用，发现PW17对核黄素有较强的选择性，可作为核黄素的一种良好的适配体序列。（2）基于核黄素与PW17间的作用对K+有高度依赖性，设计了简单快速的高灵敏K+荧光传感器。利用该传感器对尿样中的K+含量进行了检测，测得的加标回收率为84%～109%，说明其适用于实际生理样品的检测。（3）研究了荧光分子盐酸小檗碱（berberine）和DNA三链之间的作用，发现berberine能够嵌入Ag+参与形成的三链结构中，与其和酸性条件下形成的三链作用类似，荧光强度成倍增大。利用该方法检测Ag+时，在0～15μM内有良好的线性关系，并具有非常高的选择性。并以H+和Ag+为输入信号，构建了一种非标记荧光“OR”逻辑门。