纳米材料由于其特殊结构而拥有一系列独特的物理、化学性质。金纳米颗粒由于其独特的化学与物理性质使得其适用于设计新产品和改进传感设备，尤其适用于电化学传感器和光学传感器的改良。金纳米颗粒因其具有大的比表面积和大的表面能，使得其在设计生物传感中用于固定生物分子方面扮演着非常重要的角色。在纳米材料的最新进展中出现了一类新的荧光标记物，这类用于生物识别的新的荧光标记物就是荧光贵金属纳米簇。这类贵金属纳米簇包括金纳米簇，银纳米簇和铜纳米簇等。这类贵金属纳米簇的发射波长可以通过改变贵金属纳米簇的激发波长来进行调控。同时，高质量的纳米簇相比较于有机染料，拥有更好的生物兼容性和稳定性，且不易发生光漂白现象。在此，我们主要对于纳米材料中的金纳米颗粒和铜纳米簇进行研究。在本论文中，为了改善生物传感器的稳定性和灵敏性，我们基于金纳米颗粒和铜纳米簇发展了一系列的光电化学传感器。其具体内容如下：(1)本章中，我们基于金纳米颗粒和端粒酶延伸反应双重信号放大构建了一种新颖的电化学免疫传感器用于人类免疫球蛋白G的检测。该种免疫传感器是基于电极表面形成的非均相“三明治”夹心结构来实现的。在检测分析中，其中羊抗人免疫球蛋白G和端粒酶引物P1共修饰的金纳米复合物既作为二抗用于结合目标抗原，同时还用于端粒酶的延伸反应实现信号的二重放大。在金纳米复合物发生延伸反应后，延伸反应产生的延伸产物紧接着同生物素化的探针P2发生杂交。而后，抗生蛋白琏菌素-碱性磷酸酶被结合于其上。在碱性磷酸酶的催化作用下，电极表面发生银沉积反应。通过线性扫描伏安法检测银的电化学信号，以此来实现对人类免疫球蛋白G的定量分析。该种电化学免疫传感方法的线性检测范围为0.1-100μg mL-1，检测下限为0.02μg mL-1。(2)本章基于金纳米颗粒和端粒酶延伸反应发展了一种电化学DNA传感方法。这个DNA传感器是基于一个“三明治”结构而构建的，这样一个“三明治”是由固定在电极上的DNA捕获探针，S1-R1-AuNP复合物以及侧面的目标DNA序列所构成。端粒酶延伸反应后，生物素化的探针P2同延伸产物发生杂交。而后，抗生蛋白琏菌素-碱性磷酸酶通过生物素-亲和素的特异性结合使得其被结合于电极表面。在碱性磷酸酶的催化作用下，电极表面发生银沉积反应。通过线性扫描伏安法检测银的电化学信号，以此来实现对目标DNA的定量分析。实验结果显示，我们构建的这种方法拥有良好的重现性、稳定性和可重用性。(3)根据王柯敏老师实验组的报导，聚T单链DNA可作为制备铜纳米簇的有效模板。在本章中，我们基于聚T单链DNA为模板合成的铜簇发展了一种简单、快速、灵敏和低成本的荧光方法用于铅离子的定量分析。在实验中，我们选择了含30个胸腺嘧啶的单链DNA为模板合成的铜纳米簇作为检测铅离子的荧光探针。结果显示，我们构建的这种荧光方法可以实现对铅离子的快速、简单、灵敏的分析。同时，为了验证该种方法的实用性，我们分析测定了自来水样品中的铅离子。