DNA传感器由于其种类繁多、设计巧妙、结构多样、性能优异等特点,在生物/化学分析、生物成像、疾病诊断与治疗等领域得到了广泛的应用。本文在全面地介绍DNA传感器的类型、性能及其应用的基础之上,充分利用DNA传感器可编程、结果可预见、灵活多样、高特异性、生物相容性好等优势,进一步开发构建了高灵敏度、高选择性的多元件DNA传感器,用于micro RNA（miRNA）和重金属离子分析物的检测,丰富、拓展了DNA传感器的应用。具体的研究内容如下:（1）基于多重信号放大策略和能量转移机理,构建了一种无酶DNA传感器用于miR-21的检测。该传感器由6个发夹DNA（H1-H6）组成,H1和H2参与催化发夹组装（CHA）过程,H3到H6参与杂交链式反应（HCR）过程。由于分子内杂交,6个发夹DNA在溶液中保持稳定。当存在目标检测物miR-21时,通过位点调控的CHA和HCR反应,发夹反应物被打开,并且与相应互补的DNA链进行杂交,从而放大输出信号。该DNA传感器在没有引入外部蛋白质酶的情况下能够高灵敏和高选择性地检测miR-21,线性响应范围为25 p M-1n M,检出限为1.8 p M,并成功应用于人血清样品中miR-21的检测。（2）设计并制备了一种近红外光激发的DNA纳米传感器,其中Na YF4:Yb,Er上转换纳米粒子（UCNP）作为发光共振能量转移（LRET）的给体,修饰在DNA酶末端的黑洞猝灭剂（BHQ1）作为LRET的受体。DNA酶末端修饰的氨基与Na YF4:Yb,Er UCNP表面修饰的羧基之间的反应成功地将DNA酶修饰到UCNP的表面,并进行了红外光谱、紫外光谱、Zeta电位的表征。在DNA酶连接过程中,发现先将两条DNA链杂交,随后一并修饰在UCNP表面的方法比先修饰单链DNA后杂交的方法更能有效地提高DNA酶的连接效率。所构建的UCNP-DNA酶纳米传感器体积小且具有良好的稳定性,具有在生物体系中应用的前景。（3）成功地将所构建的近红外光激发的UCNP-DNA酶纳米传感器应用于Pb2+的检测及其在活细胞和早期斑马鱼中的成像。当Pb2+存在时,DNA酶被激活并切割底物链,使得BHQ1猝灭剂随底物链碎片远离UCNP的表面,UCNP的发光因此得到恢复。基于此原理成功地实现了体外高选择性、高灵敏度的Pb2+检测,线性响应范围为0.1 n M到10 n M。同时,该传感策略成功地应用于活细胞和早期斑马鱼中Pb2+的成像。