汞离子(Hg²⁺)是一种常见的重金属离子,毒性较大,会对环境造成严重污染。由于Hg²⁺的降解性差,其随着生物链不断累积富集,最后在人体内达到较为危险的浓度,威胁到生命健康。Hg²⁺浓度超标后会给人体器官带来不可逆转的伤害,如对肾和肌肉等造成功能性障碍、严重损害神经等,因此发展检测Hg²⁺的方法至关重要。石墨烯氧化物（GO）在生物传感器领域中扮演着重要角色,和DNA能组合成有效的传感系统,对待测物实现快速、有效的检测。本研究主要依据荧光共振能量（FRET）原理和Hg²⁺特异性切割硫代磷酸化RNA位点的（又称硫代磷酸化切割位点或PS位点）机制设计出几种GO-DNA生物传感器,通过荧光强度的变化对Hg²⁺实现高灵敏的检测。1.基于石墨烯氧化物（GO）物理吸附修饰多个硫代磷酸化切割位点（PS）的DNA序列检测汞离子。在DNA序列上设计含有1个、2个、3个PS切割位点,通过增加PS切割位点的数量来提高检测Hg²⁺的灵敏度,结合GO的物理吸附作用和FRET原理实现对Hg²⁺的高灵敏检测,检测极限分别对应为13.43 nM、8.14 nM和6.83 nM。2.基于石墨烯氧化物（GO）物理吸附具有多聚胞嘧啶（Poly-C）的DNA序列辅助二氧化硅银（Ag@SiO₂）检测汞离子。在DNA序列一端设计15碱基的胞嘧啶增加对GO吸附作用,使DNA序列被吸附在GO表面,进而GO淬灭DNA上FAM的荧光;DNA另一端设计1、2个硫代磷酸化切割位点（PS）,Hg²⁺可对PS位点切割使FAM脱离GO表面荧光恢复,含有1个切割位点的传感器对应的检测极限为1.11 nM,含有2个切割位点的传感器对应的检测极限为0.84nM,分别向这两种传感器中加入可增强荧光检测信号的Ag@SiO₂,发现含有1个切割位点的传感器对应的检测极限降低到0.36 nM,含有2个切割位点的传感器对应的检测极限降低到0.15 nM。3.基于石墨烯氧化物（GO）结合修饰碳量子点（CDs）和硫代磷酸化切割位点（PS）的DNA序列检测汞离子。DNA修饰PS切割位点的一端通过NHS/EDC作用共价结合CDs,使整个DNA序列带上荧光。经FRET作用GO淬灭DNA上CDs的荧光,加入Hg²⁺后对DNA上PS位点实现切割,CDs脱离GO表面从而荧光恢复,1个切割位点和2个切割位点的传感器对应的检测极限分别为10.84nM和9.05 nM。为降低CDs带来的荧光背景,引入金纳米粒子（AuNPs）,通过Au-S键将修饰CDs和PS位点的DNA固定在AuNPs形成球形ssDNA-AuNPs,通过离心进一步去除没有连接到DNA上CDs,1个切割位点的传感器对应的检测极限为6.35 nM,2个切割位点的传感器的检测极限为4.94 nM。4.基于石墨烯氧化物（GO）芯片固定含有多个硫代磷酸化切割位点（PS）的DNA序列检测汞离子。GO经NHS/EDC作用固定在氨基修饰的玻片上,然后氨基修饰的DNA序列被固定在GO表面上,加入Hg²⁺对DNA序列上PS位点切割导致DNA末端修饰的Cy5脱离GO表面,冲洗后芯片上剩余DNA上的荧光强度相对减弱,借助短互补序列杂交的1个切割位点和2个切割位点DNA芯片的检测极限为1.75 nM和1.49nM,借助长互补序列杂交的2个切割位点DNA芯片的检测极限为0.38 nM。该方法具有高通量、高灵敏性等优点,为后期GO芯片高通量检测Hg²⁺提供实验和理论基础。通过上述研究,发展的四种检测Hg²⁺的方法尽管各自具备不同的优缺点,但都实现了Hg²⁺的高灵敏检测,为目前检测Hg²⁺的方法中存在的问题及弊端提供了一些解决方案,也为人类的健康提供了支持与帮助。