重金属离子由于其生物毒性、不可降解性和生物蓄积性严重威胁着水环境安全和人体健康。由于重金属离子在环境或其他基质中往往共存,因此,开发简单、快速、灵敏的重金属离子同时检测技术,对于提高检测效率、降低检测成本具有重要意义。倏逝波的穿透深度只有数十纳米至几百纳米,受被测对象基质中其他物质的干扰较小,可以大大提高信噪比,降低溶液基质的影响,适用于复杂基质的检测。因此,本研究基于倏逝波全内反射和多色荧光分析技术,成功构建了倏逝波多色荧光全光纤生物传感器（本文简称EWMB）。结合功能核酸的特异性识别及荧光共振能量转移（本文简称FRET）原理,既建立了单种重金属离子简单、快速、灵敏的检测方法,又实现了多种重金属离子简单、快速、灵敏的同时检测。主要研究内容和创新性结果如下:（1）结合多色荧光分析技术和倏逝波光纤传感原理,利用单根光纤探头和“多波长激光分时激发、多色荧光同步采集”策略,设计构建了一种倏逝波多色荧光光纤生物传感器,成功实现了不同波长荧光信号的同步采集与分析。采用具有不同激发和发射波长的2种荧光染料（Cy5.5和Cy3）对该传感器进行了性能测试,结果表明,该传感器可以实现2种波长荧光的同时检测,2种波长荧光之间基本无串扰;Cy5.5和Cy3荧光染料的检测限分别为0.15 n M和0.26 n M,具有良好的检测灵敏度。（2）分别以荧光基团标记的全A链（CY-A14）和淬灭基团标记的全T链（BQ-T14）作为信号报告分子和生物识别元件,基于T-Hg2+-T结构和FRET原理,实现了Hg2+的简单灵敏检测。详细研究了p H、温度和离子强度3种关键环境因素对Hg2+生物传感器的影响。最优条件下,Hg2+检测限为8.5 n M,且该传感器具有高选择性。对4种实际水样中Hg2+检测的加标回收率为79.8%～111.4%,RSD<5.0%,研究结果表明,所研发的便携式EWMB可以实现实际水样中Hg2+的简单、快速、灵敏检测。（3）分别以荧光基团标记的底物链（GR-5S）和淬灭基团标记的GR-5酶链（GR-5E）作为信号报告分子和生物识别元件,基于DNAzyme催化剪切和FRET原理,建立了一种简单、快速、灵敏检测Pb2+的方法。Pb2+检测限为1.2 n M,足以满足现场检测的需求,且该方法对Pb2+具有高选择性。对4种实际水样Pb2+检测的加标回收率为73.8%～119.5%,且RSD<5.5%,表明该方法在检测实际环境水样时具有较好的准确性和可重复性。采用人血清为检测基质,使用EWMB开展的检测实验表明,该方法可用于血清基质中Pb2+的检测,稀释200倍后的血清基质中的Pb2+检测限为1.4 n M,进一步拓宽了该Pb2+检测方法的应用范围。（4）分别以荧光基团标记的互补链和淬灭基团标记的功能核酸链作为信号报告分子和生物识别元件,基于FRET原理和时间分辨效应,建立了一种简单、快速、灵敏同时检测Hg2+和Pb2+的方法。提出了一种减少检测所使用的DNA间相互干扰的方法,并对该方法的可行性进行了验证。该生物传感器具有良好的检测限和较宽的检测范围,Hg2+和Pb2+检测限分别为4.2 n M和1.6 n M,线性响应范围分别为110 n M～750 n M和7.5 n M～150 n M。对4种实际水样的Hg2+和Pb2+检测的加标回收率分别在85.2%～109.4%和75.6%～111.1%之间,且RSD<6.0%,皆在分析要求范围之内,说明该方法适用于环境水样中的Hg2+和Pb2+的同时检测,且具有良好的精度和准确性。本研究为单独/同时检测水中重金属离子提供了新的检测方法,可以满足复杂水体中重金属离子快速、灵敏检测的需求,具有广阔的应用前景。未来可进一步应用到其他目标物（如其他金属离子或蛋白质）的检测,成为分析环境样品污染物的有力替代工具。