发展高灵敏度生物传感新方法与新技术,在生物医学研究、临床诊断、食品安全和环境监测等领域具有重要意义。核酸酶辅助的信号放大技术为开发高灵敏生物传感方法提供了重要途径。而纳米材料和核酸适配体的发展促进了生物传感技术中的分子识别及信号转换方式构建。本论文将核酸外切酶辅助的信号放大技术与纳米材料及核酸适配体的优势相结合,构建了三个灵敏度高、选择性好、简单快速的荧光生物传感体系,并分别用于腺苷脱氨酶、链霉亲和素以及核酸的检测。具体内容如下:1.将氧化石墨烯(GO)与核酸外切酶Ⅲ(Exo Ⅲ)辅助的信号放大技术相结合,发展了一种高灵敏荧光适配体传感方法用于腺苷脱氨酶(ADA)活性及其抑制剂的测定。该方法主要利用了 GO的超强荧光猝灭能力及其对不同结构核酸吸附能力的差异,以及ExoⅢ的高效降解性能。在该方案中,利用GO吸附3’末端标记有荧光素(FAM)分子的腺苷(AD)适配体探针(FAM-apt),荧光发生猝灭。当加入AD之后,AD与FAM-apt形成FAM-apt/AD复合物,并从GO表面释放出来。当ADA对AD进后行脱氨基,AD转变成次黄苷,FAM-apt/AD复合物的结构被破坏,FAM-apt重新被GO吸附,荧光再次猝灭。并且吸附在GO表面的FAM-apt探针可被GO保护,防止其被Exo Ⅲ降解。当体系中不存在ADA时,或者利用抑制剂抑制ADA活性后,形成的FAM-apt/AD复合物仍游离在溶液中。该结构可触发Exo Ⅲ对适配体进行降解,释放出FAM荧光分子及AD。释放的AD又可以与另一条吸附在GO表面的FAM-apt进行识别,从而引发下一轮降解过程。通过不断的识别-降解循环,大量的FAM荧光分子被释放出来,荧光信号增强。ADA浓度在0.002～0.25 U/mL范围内时,荧光强度与浓度对数呈良好的线性关系。该方法灵敏度高,其检测下限为0.00092 U/mL。并且,还利用所建立方法进行了 ADA抑制剂测定。2.基于核酸诱导花衍生物自组装所形成聚集体的荧光猝灭能力,并结合末端保护和Exo Ⅲ辅助信号放大机理,发展了一种高灵敏的蛋白荧光检测新方法。该方法以链霉亲合素作为模型分析物。通过生物素-亲和素作用,保护生物素修饰的DNA防止其被Exo Ⅰ所降解。通过末端保护机理,将蛋白质分析转换成更容易进行信号转换与放大的DNA检测。利用蛋白保护的单链DNA与标记有FAM荧光分子的信号探针杂交形成双链结构,从而引发Exo Ⅲ辅助的循环信号放大过程。最终释放出大量FAM荧光分子。未被降解的信号探针DNA可以通过静电作用吸附正电荷的苝衍生物进行自组装聚集,从而引起标记在信号探针末端的FAM荧光分子发生荧光猝灭。而降解后释放的FAM荧光分子不能吸附苝衍生物,此时荧光信号较强。通过引入Exo Ⅲ辅助信号放大策略,该方法灵敏度显著提高,其检测下限为1.48 ng/mL。此外该方法具有较好的选择性,并且在稀释血清中同样具有较好的分析性能。3.基于链置换反应和T7核酸外切酶(T7 Exo)辅助的双循环信号放大策略,构建了一种简单、快速、灵敏的均相荧光传感体系用于核酸分子的测定。利用两条单链DNA(P1,P2)进行杂交构建双链结构。目标核酸(tDNA)的加入诱导链置换反应,形成tDNA/P1杂交体并释放出P2探针。利用释放的P2探针打开分子信标(MB)产生荧光信号。当加入T7 Exo后,T7 Exo可降解tDNA/P1杂交体中P1探针以及P2/MB杂交体中的MB探针,从而释放出tDNA及P2探针进入“杂交-降解”循环。最终产生大量的游离荧光分子,远离MB中的猝灭基团,荧光信号增强。结果显示,tDNA在1.0×10-10-1.0×10-8 mol/L浓度范围内时,荧光强度与目标浓度之间呈现良好的线性关系,检测限为5.612×10-11 mol/L。并且该方法在稀释血清复杂体系中同样具有较好的分析性能。