近年来,随着生命科学技术的发展,DNA测序技术也受到越来越多的关注,进而发展为一门新兴学科。在经历了二十余年的发展后,纳米孔传感检测技术作为全新的单分子检测技术开始走进科研人员的视野,被誉为第三代DNA测序技术,区别于前两代技术真正做到了无标记、高通量的单分子检测,它不仅具有较高检测精度,同时拥有着广阔的检测范围与平台,包括核酸的检测、肿瘤标志物的鉴定以及生物大分子结合物的检测等等。纳米材料凭借其特有的理化性质与良好的生物相容性而收到了广泛关注,其中,金纳米颗粒作为生物相容性较好的一种纳米材料也展现出了在生命科学实验中的良好应用价值。本文主要将固态纳米孔检测技术和纳米颗粒连接组装联系起来,实现了特征信号放大,详细地探究了蛋白质、小分子核酸以及重金属离子这三个层面的检测物通过固态纳米孔的信号差异,为固态纳米孔传感器在重金属离子检测以及与疾病相关标志物的传感检测提供理论指导。主要内容如下:1.固态纳米孔长期以来一直凭借其稳定高效的性质成为单分子检测领域的热点,由于制作工艺的限制,人们一直在努力试着将其孔径缩小至生物纳米孔的尺寸但都没有找到普适的方法。我们提出了一种基于固态纳米孔传感器的新型SNP检测方法。我们运用固态纳米孔传感技术实现了对SNP的高特异性,简便,快捷的检测。通过两段式探针的设计将检测物与金纳米球相结合,使得固态纳米孔检测不到的核酸信号转换成组装体的大信号,实现了信号放大的功能,拓展了固态纳米孔检测平台。2.汞离子与人们的日常生活与生命健康安全密切相关,所以发展有效的汞离子检测方式,实现环境中汞离子的简单快速检测,对环境监测与人民的生命安全具有重大意义。在此项研究中,结合固态纳米孔生物传感器,我们设计了一种高灵敏高通量的汞离子检测方法。该实验涉及使用Au-DNA探针系统并利用Hg²⁺与T碱基的特异性强亲和力所形成T-Hg²⁺-T的复合结构的特点来捕获汞离子,成功解决了纳米孔无法直接检测汞离子信号的问题。3.我们进行了对天然状态的蛋白质与变性状态的蛋白质在通过纳米孔时产生的阻塞信号的研究,发现可以通过所检测到信号的大小以及持续时间来判断目前蛋白质所处的结构状态,在纳米孔中占据的排除体积与蛋白质的体积成正相关,所以处于折叠状态的蛋白质比未折叠或无规卷曲状态下的蛋白质阻挡更多的离子电流。这样的发现能够为蛋白质构象病的相关研究制提供理论指导,为疾病的早起筛查和医治提供技术的支持。