近些年来,各式各样的新型纳米材料由于具有独特的量子尺寸效应、表面效应和体积效应而表现出不同于其他材料的光学、磁学、力学性能,在全世界范围内引起了一场广泛的技术变革。因此,基于纳米材料的生物传感器应运而生,并成功用于生物医学领域,成为当前研究的热点。其中,最引人注目的就是近几年研究火热的上转换纳米材料（UCNPs）,它能连续的吸收两个或者多个光子将长波长的近红外光（NIR）转换成短波长的可见光、甚至紫外光。上转换发光（UCL）具有发光强度高且稳定、发射峰可调、荧光背景低等一系列优点。二维层状氧化石墨烯（GO）不仅能选择性地吸附单链的DNA分子,还能通过荧光共振能量转移（FRET）有效的猝灭各种有机荧光染料的荧光。本论文基于上述纳米材料,发展了以蛋白质分子、核酸分子为检测对象的高选择性、低检测限和操作简便的生物传感器,并用于实际样品的分析检测以保证该传感方法的可行性和准确性。（1）上转换纳米粒子（UCNPs）为我们提供了一个新型的荧光标签用于构建简便、灵敏的免疫分析检测平台,提高了人类健康水平。我们基于上转换纳米粒子光致产生单线态氧（¹O₂）和¹O₂邻近介导上转换纳米粒子解笼锁率先发展了一种均相免疫分析方法。该分析方法是通过一对交联抗体的磷脂包覆的UCNPs探针实现的。这些UCNPs探针在水溶液中具有良好的单分散性、相互之间没有非特异性的吸附作用。当目标存在时,产生¹O₂的UCNPs与被锁住的UCNPs形成免疫夹心结构。在NIR的激发下,产生¹O₂的UCNPs具有很高的单线态氧的产生效率,而被锁住的UCNPs能迅速地被单线态氧解笼锁产生很强的荧光信号。利用该方法对PSA进行分析检测,结果表明:该传感器具有信背比高、线性范围宽、检测限低等优点。该技术为发展操作便捷的现场即时免疫分析测试方法提供了极为有用的范本,也为疾病的诊断、生物标记物的发现提供了超灵敏的分析检测工具。（2）单核苷酸多态性（SNP）与众多的疾病如肿瘤和家族遗传性疾病有密切的联系,因此在临床诊断中有着十分重要的意义。众所周知,GO能够有效的区分单双链,并且对于有机荧光染料分子具有广泛的猝灭作用。我们首次报道了T7外切酶能够高特异性的区分单碱基错配,并设计了一条FAM荧光基团标记的DNA探针。本章基于氧化石墨烯能有效的猝灭未裂解的DNA探针,构建一种目标循环放大的生物传感新方法用于SNP检测。该生物传感器检测下限为10 p M,具有成本低、操作简便、灵敏度高、特异性强等优点。