众所周知,核酸里存储和传输生物遗传信息,指导蛋白质合成,在生物体内发挥了重要作用。除了具有遗传编码载体的基本功能之外,近几十年来DNA己经广泛应用于各种生物传感器。特别是,DNA与不同配体的特异性结合能力广泛应用于生物传感器的开发。序列特异性的单链DNA对不同靶标如蛋白,小分子、金属离子等具有高选择性及亲和力；此外,单链DNA的可预知结构,很好的化学稳定性、简单快速的合成及修饰过程等特性,为生物传感器提供一种功能强大的识别元件。本论文以DNA为敏感元件,开发了一系列基于DNA为功能传感元件的分子探针并进行了应用研究。1、开发了一种通用性荧光偏振DNA探针,利用Ag+, Hg2+｜扶及半胱氨酸诱导荧光偏振DNA探针构型改变,从而增强荧光偏振信号,并实现了Ag+, Hg2+(?)和半胱氨酸的多重检测以及可重置逻辑门操作。2、开发了三种新型的基于Hoechst染料的DNA分子探针；首先提出以Hoechst染料作为DNA分子信标输出信号的生物传感平台,并且证明基于汞-胸腺嘧啶复合物在汞离子荧光检测中的可行应用,以及进一步进行生物巯基的监测；第二种是基于Hoechst染料的DNA分子探针介导的石墨烯荧光切换可视化生物传感器的开发及更进一步应用到逻辑系统中；第三种是基于Hoechst染料激发ATP适配体的荧光,从而开发出一种廉价,简单,快速,及特异性的无标探针用于ATP的检测。3、开发出一种基于DNA分子探针强化荧光信号的新型方法,通过设计一个富含鸟嘌呤/胸腺嘧DNA (5’-[G3T]5-3’)作为天线配体高度识别铽离子(Tb3+), DNA产生天线效应将Tb3+的荧光强度提高三个数量级。此外,基于[G3T]5激活Tb3+荧光探针(GTSLT)能实现无标记探针用于生物巯基,Ag+,以及特定DNA序列的廉价,简单混合形式的荧光检测。