用于生物医学研究的纳米材料如无机纳米材料、核酸纳米材料等为生物分子检测和疾病治疗提供了新的方案。无机纳米材料在生物医学应用中具有高灵敏度、快速、廉价、形状尺寸可控等特点,在生物分子检测、成像诊断、癌症治疗等领域有广泛应用。核酸纳米材料是纳米材料领域中的一颗新星,核酸分子具有高亲和性、高选择性、具有编码能力和可设计性等特点,为生物传感、超灵敏生物分子检测以及疾病治疗等领域提供了新思路。尽管目前用于生物医学研究的纳米材料层出不穷,但受到功能或靶向性不足的限制,真正能发挥作用的纳米材料却少之又少。因此,开发新的具有独特功能性或靶向性的纳米材料,对生物医学研究具有重要意义。以石墨烯及其衍生物、二硫化钼和黑磷为代表的无机光热纳米材料对于疾病治疗具有重要价值,它们都属于二维范德瓦尔斯（vdW）材料,且在被发现其光热性质之前已经作为优异的半导体为人们所熟知。鉴于其结构上的共同点,我们推测同是二维vdW材料的半导体硒化铟具有相似的光热转换性能并有应用于光热治疗领域的潜力。在疾病诊断方面,阿尔兹海默症的病理与体内金属稳态机制遭到破坏有关,体内的金属离子浓度和结合情况可以有效反映出疾病特征,但其较低的浓度及特定的结合位点使得检测成为难题。核酸适体是一种可以特异性识别多种小分子并与之结合的核酸分子,常应用于各种疾病相关的生物传感和治疗探针的设计,是作为金属离子探针的强有力选择。基于核酸适体构建相应的金属活性离子探针有助于理解金属相关的神经病理学,便于进一步降低金属相关的神经毒性。本论文的工作主要从两方面展开,一是以二维光热纳米材料为出发点,开发新的可应用于光热治疗领域的无机纳米材料;二是基于核酸适体构建新的核酸纳米探针用于阿尔兹海默症相关疾病位点处金属活性离子的靶向检测。具体研究内容如下:（1）通过溶剂剥离技术制备大量二维尺寸为30-200 nm、厚度为2-17 nm的α-In₂Se₃纳米片。这些α-In₂Se₃纳米片具有优异的近红外光热性能,在808 nm激发下可以转化生成热。进一步将In₂Se₃纳米片应用在光热抗菌领域,其优异的近红外光热转换性能对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有显著的抑菌作用,表明其具有作为光热试剂应用于生物医学领域的潜力。（2）基于Zn²⁺适体和β-淀粉样蛋白（Aβ）适体设计了一种由双核酸适体构成的分子探针。一方面该探针可以实现Zn²⁺的高灵敏度及高特异性检测,另一方面,由于Aβ适体与Aβ之间的特异性结合,该分子探针可以在Aβ存在的情况下对Aβ周围的Zn²⁺进行响应,反映Aβ周围的Zn²⁺水平。该探针在Zn²⁺检测方面的优异性能为金属离子诱导的Aβ聚集机理研究提供了重要的工具,在阿尔兹海默症发病机理研究方面具有重要意义。