现代化的检测技术正朝着快速、灵敏、高通量的方向发展,与此同时,荧光检测因其所具有的操作简便、省时、灵敏等特点受到越来越多的关注,新型荧光检测技术有望成为下一代高通量生物分析技术。现在的荧光检测技术主要通过以下两种技术路线:一:荧光染料标记的荧光生物传感器用于成像与检测,常见的荧光染料有FITC及FAM等;二:应用半导体量子点、金属簇等荧光纳米材料发展荧光检测方法用于DNA、蛋白质和其它小分子等物质的检测。现有的荧光生物传感器通常需要标记处理,造成检测方法费时费力、高成本等不足。因此,开发高灵敏、高特异检测目标物的免标记荧光检测新方法具有广阔的应用前景。基于以上考虑,本课题建立了三种新型的免标记荧光传感体系:第一章基于石墨烯量子点的免标记荧光传感器用于多巴胺检测本章节设计了一种基于石墨烯量子点的免标记荧光传感体系检测多巴胺。通过柠檬酸(Ascorbic Acid,CA)热解法制备石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots,GQDs)并作为荧光探针,多巴胺(Dopamine,DA)在碱性条件下自聚合形成聚多巴胺(Polymerization of Dopamine,pDA)并吸附在GQDs表面淬灭荧光,荧光淬灭强度可用于多巴胺检测。利用紫外可见光谱(Ultravioletand Visible Spectrophotometry,UV-vis)傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)、原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)、透射电镜(Transmission Electron Microscopy,TEM)、zeta电势、光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)、对本实验体系中GQDs、pDA的形貌以及FRET的反应过程进行表征。在优化的条件下测得多巴胺检测体系的线性范围为0.01-60.0μM,检测限(Limit of Detection,LOD)为0.008μM。本方法可实现多巴胺注射液及血清样品中多巴胺的加标检测,实际样品结果表明,本方法具有良好的选择性,且能够准确检测复杂体系下多巴胺的浓度,为临床便捷检测多巴胺提供新的选择。第二章基于SGI和核酸适配体的ATP检测的免标记荧光传感器本章节建立了一种基于双链DNA嵌合荧光染料(SYBR Green I,SGI)和核酸适配体的免标记荧光传感体系用于三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)检测。设计核酸适配体序列以形成长链双链DNA,加入ATP,ATP与适配体双链作用形成G四联体使得双链DNA(Double-stranded DNA,dsDNA)解链,释放原本结合在双链的SGI,使SGI的荧光强度减弱,并且降低的荧光强度与ATP浓度呈正相关,以此实现ATP的检测。本章利用电泳成像技术验证该检测机理。在优化的条件下,ATP检测体系的线性范围为10.0-5000.0μM,LOD为6.1μM,并具有良好的特异性。同时,通过与ATP化学发光试剂盒检测肿瘤细胞中ATP结果作相对误差分析,考察本方法用于实际样品检测的准确性。实验结果表明,本方法可准确检测实际样品的ATP浓度,可为检测复杂体系中ATP含量提供新的方法选择。第三章基于SGI和GO的新型免标记荧光传感器检测汞离子本章节设计了基于SGI和GO的检测汞离子的免标记荧光传感体系。设计T碱基错配探针,与Hg以T-Hg-T反应形成发夹结构DNA并结合SGI产生荧光作为信号实现对汞离子的检测。检测体系中加入GO可降低未嵌入双链DNA的SGI所产生的背景信号以提高信噪比。优化反应条件后,SGI信号与汞离子在10.0-2000.0nM范围内线性相关,LOD为2.2 nM。本方法可实现实际水样中汞离子的准确测定,可推广应用于环境监测、农残分析、食品药品工业等领域中汞离子的检测。