抗生素残留与食源性病原菌对动物源性食品的污染是造成公共卫生安全问题的重要因素,对抗生素及食源性病原菌的检测也是食品安全防控中的重要环节。因此,建立高效灵敏且低成本的检测方法具有重要意义。光学传感由于其特有的快速及灵敏度在检测中发挥着重要的作用,镧系元素掺杂的上转换荧光纳米颗粒具有大的反斯托克斯位移、发射线清晰、光稳定性强等优势,是构建光学传感器的优选材料之一。适配体是通过指数富集的配体系统进化技术筛选出单链寡核苷酸分子,具有与靶分子结合的高亲和力与特异性。适配体与抗体相比,具有更好的稳定性、对pH及温度等耐受性更好、易合成等优点,因此适配体是生物传感器识别元件的热门材料。本论文研究了镧系元素掺杂的核壳结构上转换荧光纳米颗粒-适配体生物传感器对恩诺沙星及金黄色葡萄球菌的检测,提高了上转换纳米颗粒的上转换效率,建立了相应的高灵敏、快速且高性价比的检测新方法,主要有以下内容:（1）核壳上转换纳米颗粒的合成通过高温热分解法合成镧系元素掺杂的上转换纳米颗粒,合成两种核壳结构上转换纳米颗粒:一种以直径为15 nm的NaYF4:Yb/Er/Gd（CUNPs）作为内核,在外层包裹厚度为2nm的NaYF4,获得直径为19 nm核壳结构上转换纳米颗粒NaYF4:Yb/Er/Gd@NaYF4（CSUNPs）;另一种以直径为 26 nm 的 NaYF4:Yb/Tm（BCUNPs）作为内核,包裹3nm厚的NaYF4得到尺寸约为32nm的核壳结构上转换纳米颗粒NaYF4:Yb/Tm@NaYF4（BSUNPs）。在980 nm激光下,所合成的CUNPs及CSUNPs发射主峰在510～570 nm,最高峰值位于543 nm,次峰位于640～680 nm,核壳结构不改变纳米颗粒的发射波长,因而二者均呈现出肉眼可见的绿色荧光,CSUNPs的荧光强度较CUNPs提高了 15倍;而BSUNPs在980 nm激光下荧光强度比BCUNPs提高11.4倍,BCUNPs与BSUNPs在350～365 nm、450～490 nm、635～660 nm 及 685～715 nm 处存在荧光峰,且最大峰值均在476 nm处。通过球差校正透射扫描电子显微镜、透射电镜、X射线衍射、荧光光谱等表征结果证明核壳结构上转换荧光纳米颗粒的制备成功,以及确认Gd3+的掺杂与核壳结构的构建极大提高了上转换效率从而提高其发光强度。（2）构建基于荧光能量转移（FRET）的核壳上转换-氧化石墨烯-适配体恩诺沙星（ENR）传感器首先通过酸剥离与乙醚萃取法,使CSUNPs均匀分散在去离子水中,之后将ENR适配体修饰到CSUNPs表面（CSUNPs-aptamer）。引入氧化石墨烯（GO）作为荧光能量转移的受体。通过傅里叶红外光谱、紫外光谱及荧光光谱等表征结果,证明了核壳上转换纳米颗粒功能化修饰的成功,以及确定CSUNPs-aptamer与GO发生荧光能量转移的最优条件。（3）核壳上转换-氧化石墨烯-适配体传感器（CSUNPs-GO-aptasensor）对恩诺沙星的检测不存在ENR的情况下,CSUNPs-aptamer由于适配体与GO之间的π-π堆积作用,导致CSUNPs-aptamer结合到GO表面,发生荧光能量转移。在980 nm激光下,CSUNPs荧光转移到GO发生荧光淬灭。当检测体系中存在ENR,CSUNPs-aptamer与ENR发生特异性的识别,使得CSUNPs-GO-aptasensor发生荧光能量转移的条件不成立,因此在980nm激光下体系荧光恢复。通过该实验设计,实现了 CSUNPs-GO-aptasensor对ENR的检测,检测范围在0.976-62.5 ng/mL之间,检测极限为0.47ng/mL。将CSUNPs-GO-aptasensor应用于万古霉素、卡那霉素、氨苄青霉素、庆大霉素和环丙沙星的检测,通过与对ENR检测结果的对比,发现所构建的CSUNPs-GO-aptasensor对ENR具有高度特异性,为CSUNPs-GO-aptasensor应用于复杂样本的检测打下基础。在奶粉样品中CSUNPs-GO-aptasensor对ENR检测线性范围是0.976-62.5 ng/mL,检测极限为1.59ng/mL。通过建立的标准曲线,检测了高、中、低不同浓度ENR加标奶粉样品,并使用商品化ELISA试剂盒进行了同等的检测试验进行对比。发现该传感器的回收率在92～105%之间,在低浓度组的测试中表现优于商品化ELISA试剂盒。综上,本实验所构建的CSUNPs-GO-aptasensor具有更高的灵敏度,其检测时间与ELISA检测试剂盒相比少了近2h,同时检测成本更低。（4）构建核壳结构上转换-适配体传感器（BSUNPs-aptasensor）用于金黄色葡萄球菌的检测首先使用金黄色葡萄球菌特异性适配体对BSUNPs进行功能化修饰,通过紫外光谱与荧光光谱确认了表面功能化修饰的成功。之后将BSUNPs-aptamer与不同浓度的金黄色葡萄球菌孵育,通过低速离心将金黄色葡萄球菌及结合在其表面的探针一同沉淀出来。通过测试上清在980nm激光下荧光强度,可获得金黄色葡萄球菌浓度与荧光信号强度间的关系。结果表明,BSUNPs-aptasensor对金黄色葡萄球菌的检测线性范围为6.3×101～6.3×106 CFU/mL,BSUNPs-aptasensor对金黄色葡萄球菌的检测极限为60CFU/mL。透射与扫描电镜结果直观的显示了 BSUNPs-aptasensor可识别并结合于金黄色葡萄球菌表面。此外,将BSUNPs-aptasensor应用于粪肠球菌、沙门氏菌与大肠杆菌的检测,通过与同等浓度金黄色葡萄球菌的检测结果的对比,差异极显著,因此所构建的BSUNPs-aptasensor对金黄色葡萄球菌具有高度特异性。在奶粉样本中BSUNPs-aptasensor对金黄色葡萄球菌的检测线性范围为2.1×102～2.1×107CFU/mL 之间,检测极限为 146 CFU/mL。将 BSUNPs-aptasensor用于熟鸡肉样本的检测,并将检测结果与国标金黄色葡萄球菌检测方法中的Baird-Parker平板计数法检测结果相比,本实验所构建的BSUNPs-aptasensor在检测范围内结果可信,且将检测时间从2～3 d缩短到0.58 h,在实验操作与成本上均有较大的缩减。本研究以发光稳定的上转换纳米颗粒作为荧光信号分子,通过构建核壳结构获得高上转换效率,利用高特异性、稳定性好且成本较低的核酸适配体作为识别元件,构建了两个不同检测原理的基于核壳结构上转换纳米颗粒-适配体生物传感器用于恩诺沙星与金黄色葡萄球菌的检测。一方面获得了高特异性与灵敏度的纳米生物传感器,拓宽了上转换纳米材料在兽医与食品检测领域的应用;另一方面在成本与检测时间上,相对于商品化恩诺沙星ELISA试剂盒与国标法金黄色葡萄球菌检测方法,均有较大的缩减,有利于传感器的推广与应用;最后,本研究所构建的纳米生物传感器均为’即插即用’型生物传感器,通过更换识别元件,即不同的适配体,可实现对其他类型抗生素及食源性病原菌的检测。