DNA作为生物信息的载体,与人类生命活动息息相关,许多疾病都与体内DNA复制、转录以及变异过程相关。因此对于DNA的准确分析,可以实现对癌症等疾病的早期诊断,提高病人的存活率。除此之外,DNA也可以经修饰后作为生物探针,实现对各目标分子的快速准确监控,具有广泛的应用前景。本论文在研究DNA构型表征的同时对DNA分子信标序列设计以及分子信标信号放大体系的构建展开了研究,具体内容主要有以下两个方面:首先,利用量子点荧光可逆的“off-on”模式同时实现了对纳米卟啉和不同构型DNA间相互作用的准确分析。实验考察了不同形貌纳米卟啉对量子点的猝灭效果,还对纳米卟啉与不同碱基、长度、单双链以及二级构型G-四链体之间的相互作用展开了研究。最后引入偏最小二乘判别分析模型对不同浓度下各构型DNA进行了快速准确定性定量分析,其准确率达到95.1%。同时,该部分实验合成并表征了一种新型的纳米卟啉材料,成功建立了使用荧光“off-on”模式识别各种DNA和G-四链体结构的纳米卟啉/CdTe量子点的强大工具,为油溶性药物的水溶性应用和体外不同DNA结构的快速分析提供了新的视角和指导,也为后续分子信标的序列设计及检测机理研究提供了基础和理论支持。其次,基于上述研究,建立了荧光核酸探针信号放大传感体系的汞离子检测新方法。利用汞离子能够诱导胸腺嘧啶错配这一特性,设计了可以捕获汞离子的核酸探针以及与之相互杂交的分子信标,同时利用催化发夹自组装的方法,使得汞离子与捕获探针结合后形成的复合物在与分子信标杂交后,该复合物又能被其他核酸探针取代而变成游离状态,继续与其他的分子信标杂交,达到目标复合物与分子信标之间的杂交比例大于1:1的目的,提高了检测汞离子的灵敏度。实验考察了该方法对汞离子的检测灵敏度以及选择性,该方法检测限为1.7×10^-9mol/L,低于美国环境保护署对饮用水中汞离子的最大污染物水平,且反应时间为30 min,远远低于其他文献报道的反应时间,能够更加快速地对汞离子进行定性定量检测。该传感体系的信号放大策略也为其它目标物检测灵敏度的提高提供了方向。