目前,荧光传感器的设计大多是采用商用的有机染料作为荧光基团,通过向体系中先引入猝灭基团（如GO,碳纳米管,金纳米颗粒等）再后续引入待测目标的两步操作,实现“on-off-on”的信号转换调控从而完成检测。这种设计具有一定的优势,可以消除假阳性信号带来的干扰,降低背景荧光信号,同时也能提高传感器的灵敏度,但是其操作相对繁琐且有机染料的荧光稳定性差,从而在一定程度上限制了其应用。石墨烯量子点（GQDs）是一种准零维的新型荧光纳米材料,与传统的半导体量子点和商用荧光染料相比,GQDs表现出低毒性,更好的光学性能和良好的生物相容性。本论文的工作采用GQ Ds替代传统的荧光染料修饰到DNA链的一端,利用DNA的结构转换策略来调控GQDs荧光信号的开关,并引入外切酶的信号放大策略,从而构建了一系列新型荧光传感器,实现了对目标DNA,重金属离子,有机小分子以及生物毒素的高灵敏度检测。（1）我们选择两种不同颜色荧光GQDs来修饰两种探针DNA,HIV（人类免疫缺陷病毒DNA）和HBV（人类乙型肝炎病毒DNA）探针,利用燃烧蜡烛得到的碳纳米颗粒（CNPs）作为荧光猝灭剂,加入到HIV和HBV探针混合溶液中,由于单链探针DNA与CNPs之间存在π-π堆积作用,两种探针DNA都被吸附到CNPs表面,使得其对应修饰的两种GQDs与CNPs近距离接触,发生荧光共振能量转移（FRET）,荧光信号猝灭;当HIV和HBV两种待检测目标DNA加入后与探针杂交形成双链DNA从CNPs表面脱离,最终两种GQD s的荧光信号恢复。同时结合Exo Ш的循环信号放大策略,实现了对HIV和HBV两种目标DNA的高灵敏度检测,检测限可以低至6.56 pM和9.5 pM,比无Exo Ш的体系灵敏度提高了 60倍,并且能够实现人血清样品中目标DNA的检测。（2）利用赭曲霉素A（OTA）适配体（aptamer）结构转换策略来调控GQDs聚集/解聚行为,从而构建新型的无猝灭剂的荧光传感器,实现了对OTA的高灵敏检测。首先,GQDs被修饰到aptamer和cDNA（与aptamer部分互补的探针DNA）的对应端位置,得到G QDs修饰的两种DNA:cDNA-GQDs和aptamer-GQDs,检测过程分为两步:1)当 cDNA-GQDs 和 aptamer-GQDs 混合时,由于 aptamer和cDNA之间的杂交诱导所修饰的GQDs聚集从而发生荧光猝灭;2)OTA加入触发GQDs聚集体解聚,荧光恢复。如此可实现对OTA的检测,检测限为13 pg/mL,并成功用于实际红酒样品中OTA的加标回收检测。（3）利用3WJ型DNA分子机器调控GQDs聚集/解聚行为构建了微囊藻毒素-LR（MC-LR）的新型荧光传感器。检测过程分为两个部分:1)DNA杂交形成3WJ型DNA结构,诱导p1和p2两种探针DNA末端修饰的GQDs聚集荧光猝灭;2)加入MC-LR引起3WJ型DNA结构破坏,GQDs解聚,荧光恢复。MC-LR的检测限可以低至19.2pg/mL,并能够实现自来水和湖水样品中MC-LR的检测。此外,基于GQDs聚集/解聚还可实现检测过程的循环往复进行。（4）利用富-胸腺嘧啶DNA修饰的GQDs作为荧光探针设计了一个新型的双功能化荧光传感器检测汞离子(Hg²⁺)和三聚氰胺。首先将GQDs修饰到能够特异性识别Hg²⁺的单链DNA的一端,在汞离子存在条件下,Hg²⁺会与DNA上的胸腺嘧啶结合形成T-Hg²⁺-T的碱基错配,此时Hg²⁺与GQDs之间的距离过近,两者之间发生电子转移,造成GQDs荧光猝灭;由于随后加入的三聚氰胺与Hg²⁺之间的配位作用力更强,能够竞争结合走Hg²⁺,从而使得GQDs的荧光恢复。基于此设计的“on-off-on”的荧光传感器可以实现对Hg²⁺与三聚氰胺的高灵敏检测,检测限分别为2.5 nM和4.9 nM,并能够实现实际样品中Hg²⁺与三聚氰胺的加标回收。最后还构建了以Hg²⁺与三聚氰胺作为信号输入的荧光逻辑门,只有在Hg²⁺单独存在时,信号输出才为“1”。