对生物小分子、重金属离子等的快速准确检测一直以来都是分析化学、生物医学和环境监测领域关注的热点。如何实时、动态、快速、准确得到这些物质的信息，成为了分析化学科研工作者面临的重大的挑战。生物传感技术作为分析化学学科中的一种前沿的新型分析技术，具有良灵敏度高、专一性好、准确度高、成本低廉、分析速度快以及易于自动化监测等优点，广泛的应用于生命科学，生物医学，食品等领域。本研究论文综合文献报道，运用DNA探针与纳米材料，致力于简化实验操作、提高物质检测灵敏度以及便于携带等方面，发展了一系列分别以重金属离子、小分子和酶活性为检测对象的高灵敏性高选择性的生物传感技术，并通过对实际样品的分析，初步验证了这些技术的可行性和准确性。主要工作内容如下：（1）构建一种简单的、无标记的、便携带的硝酸纤维素膜生物传感器荧光分析方法灵敏检测Pb2+。利用戊二醛修饰硝酸纤维素膜表面，使其能结合链和亲霉素，从而通过链霉亲和素与生物素特异性结合将被生物素标记的DNA探针固定在膜表面上。当环境中有K+存在时生物素标记的DNA探针能选择性的的结合N-甲基卟啉二丙酸（NMM），与之折叠形成一个发出强烈荧光信号的G-四链体结构。当环境中存在Pb2+时，Pb2+可以与DNA探针形成一个更加紧密的G-四链体结构，释放K+与NMM，从而荧光大大降低。该硝酸纤维素膜生物传感器选择性与灵敏度较好，检测限为50nM。（第2章）（2）发展一种高灵敏的检测方法，对凝血酶和ATP小分子进行快速准确的检测。该方法基于核酸适配体探针自组装在二硫化钼纳米片的表层上形成稳定的适配体-二硫化钼纳米片结构的生物传感器，其中适配体被荧光素修饰且其依旧保持核酸适配体高的特异性和亲和力。这种复合结构可以作为一种用于检测ATP和凝血酶的平台。当靶物质不存在时，荧光探针与二硫化钼发生荧光共振能量转移，荧光被显著淬灭。当靶物质存在的情况下，靶物质与核酸适配体结合具有高的特异性和亲和力，诱导核酸适配体其形成更加刚性的分子结构，这种刚性结构的形成减弱了核酸适配体与二硫化钼的之间的范德华力作用，使得核酸适配体及其荧光不能被二硫化钼有效的吸附与淬灭，使适配体探针与靶物质结合脱离二硫化钼纳米片的表面，荧光恢复。该方法设计简单、操作简便、灵敏度高、选择性好，也可以通过灵活的使用不同的核酸适配体和DNA修饰上不同的荧光基团应用于生物医学领域多组分物质的同时检测。（第3章）(3)本章基于二硫化钨对单双链DNA结合力大小的差别和对荧光染料的有效淬灭性质，与lambda核酸外切酶联用，发展了一种用于T4多聚核苷酸激酶(T4Polynucleotide Kinase，T4PNK)检测和抑制剂定量表征的新型荧光方法。由于二硫化钨与双链DNA的结合力较弱不能有效淬灭染色双链产物的荧光，因此得到较强的荧光信号。以被FAM标记的双链DNA作为T4PNK的底物，当与T4PNK作用之后，双链DNA模板将被磷酸化，导致双链DNA立即被环境中的lambda核酸外切酶降解，产生得到的单链DNA被二硫化钨强烈吸附同时淬灭其荧光。二硫化钨的超强荧光淬灭能力也为该方法提供了有较宽的线性范围和低的检测限，其检测下限为0.01U/mL。另外，该方法不仅可以对T4PNK的抑制剂进行定量表征，还适用于复杂生物环境中目标物的测定。本方法设计简单、操作方便、灵敏度高且选择性好，有望成为PNK酶检测的一种很好的选择并能应用于DNA损伤修复机理的研究。(第4章)