生物毒素对人类生命健康具有较大的威胁，高灵敏、高特异性的分析平台亟待建立。目前，常用的分析平台包括液相色谱、质谱等仪器分析法，以及免疫分析法。前者虽然灵敏度高，但是分析仪器价格昂贵，且对操作者的专业技术水平要求较高，不适用于推广至每个实验室或单位进行检测;以ELISA为代表的免疫分析方法，具有较高的灵敏度和便携、易操作等优点，但是受限于抗体的不稳定性、批间差异大、难于制备等缺点。在建立检测分析方法方面，核酸适体拥有与抗体相媲美的亲和性的同时又有许多优势，它具有合成简便、稳定、易于修饰、无免疫原性以及靶分子较为广泛等诸多优点，是潜在的抗体替代物。核酸适体智能水凝胶不仅可以进行高灵敏、高特异性的检测，还具有快速、便携、价格低廉等优点，尤其适合需求现场检测的场合。基于核酸适体的智能水凝胶所建立的可视化定量检测传感器为生物毒素分析提供了新的发展方向，在生化分析毒素检测领域显示出极大的应用前景。因此本论文围绕生物毒素智能水凝胶，开展了以下四方面的工作:　　(1)赭曲霉素A响应的核酸适体水凝胶的制备与表征　　OTA具有肾脏毒性、致癌、致畸以及抑制免疫力等危害人类身体健康的毒性。我们选择Cruz-Aguado小组筛选获得的OTA aptamer（Aptamer1.12.2）为水凝胶的交联剂，设计两条与其互补的聚合单链，构建了第一个生物毒素核酸适体水凝胶即OTA响应的核酸适体水凝胶。首先，甲基丙烯基酰胺单体修饰的DNA根据自由基聚合的机理聚合为含有DNA链的线状高分子聚合产物(PS-A和PS-B); PS-A和PS-B由于设计含有与OTA核酸适体部分互补序列，通过碱基互补配对，可以杂交成为三维网状的水凝胶，并采用金颗粒可视化的方法对水凝胶的成胶与刺激解胶进行表征，初步获得了可视化检测OTA的灵敏度和选择性。　　(2)基于气动芯片和核酸适体水凝胶的赭曲霉素A的便携定量检测体系　　基于金颗粒的可视化检测方法虽然便携，但是只能提供半定量或定性的分析结果，无法满足精确定量的检测需求，因而限制了其在实际检测中的应用。为了建立既便携又精确定量OTA检测平台，我们将一种气动芯片与包埋有催化能力的铂包金颗粒水凝胶体系结合。作为一种信号读出方式，气动芯片将OTA的浓度与气体压强相关联。芯片内部的颜色液体在气压的推动下前进的距离与OTA的浓度呈正相关关系，又因预包埋的铂包金颗粒有催化放大能力，进一步降低水凝胶检测限。并与OTA的免疫亲和柱联用，我们实现了啤酒样品中痕量OTA的检测，灵敏度为0.5μg/kg，满足欧盟组织限定标准检测限(2μg/kg)。由此，我们成功建立了基于水凝胶的OTA的可视化定量检测体系。　　(3)基于核酸适体的无标记纳米金可视化检测黄曲霉毒素B1　　黄曲霉毒素B1(AFB1)是目前毒性最强的小分子真菌毒素，广泛存在于粮食和畜禽饲料中，对人的生命健康造成极大的危害。因此对AFB1开展有效的快速检测具有重要的意义。基于无标记金颗粒可视化的核酸适体传感器，具有便携、快速等优点，适合现场即时检测。我们将本课题组筛选得到的AFB1核酸适体对高盐体系中的金颗粒进行保护，如果溶液中存在AFB1，AFB1与核酸适体结合使得金颗粒脱保护而产生颜色变化，根据金颗粒溶液颜色的变化进行可视化半定量检测AFB1。虽然方法简便，但是体系的灵敏度较低，无法满足AFB1实际样品的检测分析，所以需要对该方法进行改进。　　(4)黄曲霉素核酸适体的变构筛选　　无标记金颗粒可视化检测AFB1存在体系稳定性差、灵敏度低等缺陷，鉴于OTA响应的核酸适体水凝胶及其可视化定量检测体系的成功构建，我们设想可以发展AFB1响应的水凝胶，结合气动芯片进行稳定的可视化和定量分析AFB1检测。核酸适体能够高亲和力结合AFB1并发生明显的构象变化是智能水凝胶体系灵敏响应的前提，所以我们利用变构筛选的方法进化特殊构型的核酸适体。筛选总共进行了9轮，采用荧光偏振技术进行表征，第9轮有了明显的富集。所获得核酸适体有望用于制备AFB1响应的智能水凝胶，与气动芯片联用，有望实现AFB1的可视化定量检测体系。