由于对生命组分的分析在临床医学、生物工程、司法鉴定和环境监测等方面具有重要意义,因此需要建立对其快速、灵敏和低成本的检测方法。荧光分析法因具有仪器设备简单、操作简便、灵敏度高和快速等优点,是生物医学研究的重要工具。因此,如何制备和构建对生物靶标物质具有高选择性和高灵敏响应的新型荧光探针显得尤为关键。本论文以从有机荧光染料到新型纳米荧光材料为基础构建不同的新型荧光生物传感器,实现对生命体相关的金属离子、核酸和蛋白质的特异性检测,完成了以下六个工作:（1）利用金属离子与N、O原子间的强亲和力,设计和制备了一种对Cu²⁺具有猝灭响应的荧光席夫碱探针,双水杨醛邻苯二胺（化合物1）。基于此,建立了一种灵敏、快速和选择性地检测Cu²⁺的方法。该探针成功地被应用于豆奶粉中Cu²⁺的检测,并研究了其被Cu²⁺和谷胱甘肽交替调控的荧光开关性质。（2）利用适配体（aptamer）对其靶分子的特异性识别能力,构建荧光素标记的ATP适配体/氧化石墨烯（FAM-aptamer/GO）探针,并采用毛细管电泳激光诱导荧光（CE-LIF）分离检测装置实现ATP检测。ATP与其aptamer特异性结合使FAM-aptamer从GO表面解离下来,同时使被GO猝灭的荧光素荧光信号恢复。毛细管电泳将ATP-FAM aptamer进行分离检测,避免在同一溶液中存在的GO猝灭效应和生物样品中其它干扰组分的影响,从而有效的提高了检测灵敏度和准确度。该方法成功应用于HeLa细胞中ATP含量的测定,表明具有较好的实际应用前景。（3）为进一步提高探针荧光信号的稳定性和检测方法的灵敏度,该体系中选择具有高量子产率和抗光漂白性质的半导体量子点（Quantum dots,QD）作为发光材料修饰到前列腺特异性抗原（Prostate specific antigen,PSA）适配体上,构建QD-PSA aptamer/GO探针,利用脱氧核糖核酸酶I（DNase I）的信号发大作用,实现对PSA灵敏快速检测。实验证明该探针具有稳定的荧光信号和优异的选择性,在优化的实验条件下定量限为0.05 fg mL^-1,并用于实际样品人血清样品中PSA含量的检测。（4）生物相容性是探针进一步应用到细胞或活体中生命组分所必须具备的要素。近年来,荧光石墨烯量子点（Graphene quantum dots,GQD）因其低制备成本、优异的光稳定性和生物相容性在生医分析领域被广泛研究,然而GQD功能化修饰困难,基于GQD的探针多是直接合成对目标物直接荧光响应的探针。该体系通过N,N-二甲基甲酰胺（DMF）热处理GO制备出对直接对Al³⁺具有高灵敏、选择性荧光增强响应的荧光氮掺杂石墨烯量子点（N-GQD）。因其优异的生物相容性,该探针被用于细胞中Al³⁺含量的检测。并验证了探针被Al³⁺和EDTA交替调控的荧光门控开关性质。（5）金属荧光纳米簇因其绿色、合成简单、成本低的特点,使其作为一种新型荧光团应用于生物医学分析领域中。特别是以DNA为模板能够一步合成DNA功能化的银纳米簇（Ag nanocluster,Ag NC）,利用DNA-Ag NC与互补序列杂交后荧光改变的性质,可以设计对目标DNA的检测。在该体系中建立了通过链置换反应荧光―关-开‖检测与人体免疫缺陷病毒基因相关的DNA的方法。（6）设计与PSA适配体互补的DNA为模板合成了银簇,构建了一种无标记、简单的DNA-Ag NC/aptamer杂交荧光探针,PSA对其aptamer的竞争结合抑制aptamer对DNA-Ag NC的荧光影响,从而可实现目标蛋白的检测。本文制备和利用不同荧光材料构建了多种生物传感器,实现了对金属离子、小分子、抗原和疾病相关DNA的准确和快速检测。这些工作具有优异的实用价值,其构建方法也具有参考价值。