核酸是一种广泛存在于有机体内的生物大分子,是生命最基本的物质之一。由于其重要的生物学功能,核酸作为一类重要的疾病标志物,广泛用于疾病的诊断与治疗。另外,由于核酸具有易于合成、稳定性好、生物相容性好、设计简单、信号机制灵活等诸多优势,被当作一种理想的分子工具,在生化分析领域扮演着重要的角色。本文以富G核酸序列和双链特异性核酸酶为基本元件,设计了一系列生物传感新方法用于microRNA（miRNA）和重金属离子检测:1)第二章,我们研究了一种具有二维结构的过渡金属氢氧化物（β-Ni（OH）₂）纳米片,作为一种新型的荧光生物传感器平台,应用于生物分析光学传感器的构建。结果发现,β-Ni（OH）₂纳米片具有较强的荧光猝灭能力,对单双链DNA以及不同长度的单链DNA有不同的亲和力。β-Ni（OH）₂纳米片的吸附性能可以通过改变阳离子、溶液pH和DNA的长度来得到很好的控制。另外,被吸附的DNA也可以通过降解β-Ni（OH）₂纳米片的方式实现DNA的解吸附。基于β-Ni（OH）₂纳米片的选择性吸附能力和荧光淬灭能力,结合双特异性核酸酶信号放大方法的高灵敏高特异性,我们开发了一种简单的生物传感新方法用于miRNA的检测。该方法展现出了良好的灵敏度、选择性和多样品检测能力,并成功应用于癌细胞样品中的miRNA分析。2)第三章,miRNA高度的同源性对相关检测方法的单碱基突变识别能力提出了挑战。我们用G-四链体代替传统MB茎部的DNA双链,设计了一种G-四链体分子信标（G4MB）,并将其作为识别探针,构建了一种简单的G4MB DSNSA检测体系用于miRNA的高选择性检测。由于G4MB能有效抑制DSN酶的降解,因此本文解决了传统分子信标用于DSNSA时易被DSN降解而导致高背景和假阳性信号的难题。另外,该检测体系采用MB代替传统的单链识别模式,将传统DSNSA方法的单碱基突变响应值从24%降低到了6%,显著增强了该方法的单碱基突变区分能力。实验结果表明:该方法检测下限约为1 pM,能在细胞裂解液和细胞提取液等复杂体系中工作,并且能用于多样本同时检测具有良好的适用性和通用性。3)第四章,富含G碱基的DNA序列能自主装形成G-三链体结构。在没有Hg²⁺存在的情况下,G-三链体DNA能与荧光染料硫黄素T结合生成非标记的荧光探针。硫黄素T与G-三链体结合后,ThT的荧光信号会显著增强。在Hg²⁺存在的情况下,G-三链体DNA环部的胸腺嘧啶T能与Hg²⁺发生反应,从而改变DNA的构型,抑制G-三链体结构的形成,使得ThT的荧光减弱。该方法通过对ThT-G-三链体的荧光强度变化实现了溶液中的Hg²⁺离子的检测。