DNA寡核苷酸因其丰富的结构多态性以及与荧光配体特异性结合的能力,成为开发传感平台的工具。核酸的修饰能改变其原有结构,有助于加强与荧光配体结合的亲和力,对发展基于核酸结构的荧光探针及传感应用具有重要意义。本论文选用金丝桃素（Hyp）和氯化两面针碱（NIT）作为荧光配体,以极性反转的G-四链体（G4）、配体诱导的平行双链DNA（ps-DNA）等核酸结构类型为研究对象。根据对荧光配体与修饰的核酸分子之间相互作用的研究,我们开发了一种基于DNA的能够对K⁺有高耐受性的Ba²⁺传感器,随后又研制了一种基于DNA的平行超分子荧光纳米组装体。主要研究内容如下:1、极性反转敏化具有K⁺耐受性的G-四链体Ba²⁺传感器由于环境中高含量的K⁺以及K⁺诱导的G4具有强稳定性,所以在G4基础上开发一种具有良好的K⁺耐受性且对其它金属离子具有高选择性的荧光传感器是一个巨大的挑战。在本工作中,我们发现,即使在K⁺超过15000倍的情况下,相对于其它结合G4的金属离子(如Pb²⁺和Sr²⁺),Ba²⁺与人类端粒G4（htG4）表现出高度的特异性结合。这种特异性结合可以被金丝桃素这种天然荧光团识别,并表现为荧光增强现象。有趣的是,在htG4中3’G的极性反转可以在保留Ba²⁺特异性和K⁺耐受性的基础上,进一步敏化Ba²⁺的响应。这是因为htG4的这种极性反转会导致K⁺中G4构象变化,并且极性反转的G4在响应Ba²⁺特异性结合过程中,会趋向于形成二聚结构。而且据我们所知,这是第一次报道关于G4的极性反转用于构建具有K⁺耐受性的Ba²⁺选择性传感器。我们的发现将开辟一条新的途径,通过极性反转来适当地调控G4的构象和稳定性,并以此开发出高性能传感器。2、配体诱导富胸腺嘧啶DNA的自结构化为平行的超分子荧光纳米组装体通过小分子配体有效构建DNA结构,在开发具有理想性能的新型DNA荧光纳米组装体方面具有重要意义。相对于富腺嘌呤DNA（ploy A）与小分子相互作用的研究来说,富胸腺嘧啶DNA（ploy T）几乎没有被报道过。在本工作中,我们发现在钠离子溶液中,NIT能够将这条无规则卷曲的ploy T转变为功能化平行双链体结构并形成配体的超分子组装体。由于NIT具有平面结构的芳香环和共平面的取代基以及聚集诱导发射（AIE）特性,所以它可以通过嵌入作用插入在双链体的碱基对之间。等温滴定热法（ITC）数据得出在双链体中,NIT与胸腺嘧啶以2:3的模式组装。而且使用金纳米颗粒作为显色输出信号可以很直观地观察到NIT诱导单链ploy T组装成平行双链体。我们的发现将为基于DNA新型超分子荧光纳米组装体的开发提供一条全新的途径。