随着科学研究的快速发展,生物传感技术在许多领域的重要意义越发凸显,因此在生物医学、医学诊断、环境监测、食品安全等领域都得到极大的关注和应用。近年来,各种新型材料相继被发现,由于其具有宏观量子隧道效应、比表面积大、小尺寸效应、良好的生物兼容性和定向能力等优异的性能而被引入到生物研究中,为生物传感技术的研究和发展提供了强有力的推动力。本论文基于脱氧核酶荧光探针和纳米材料构建了三种操作简便、检测速度快的生物传感器,并应用于microRNA（miRNA）、三磷酸腺苷（ATP）和半胱氨酸（Cys）的分析检测。主要工作内容如下:（1）在第2章中,我们报道了一种靶标辅助的自切割脱氧核酶（DNAzyme）探针,用于活细胞中miRNA-222和miRNA-223的信号放大成像。该分析平台包括用于miRNA-222检测的双标记（FAM和Dabcyl）8-17 DNAzyme链（DNAzyme 1探针）,以及另一条用于miRNA-223检测的双标记（TAMRA和BHQ2）8-17 DNAzyme链（DNAzyme 3探针）。该DNAzyme探针包含三个基本结构组分:含有切割位点的底物片段、与目标miRNA互补杂交的靶序列和Mg²⁺依赖型8-17 DNAzyme片段。在无目标miRNA的情况下,DNAzyme的催化活性受到抑制,FAM和TAMRA的荧光分别被Dabcyl和BHQ2有效猝灭,当有目标miRNA时,目标miRNA可以与DNAzyme探针的靶结合序列杂交,促进内部发夹结构的形成以产生“活性”DNAzyme,在Mg²⁺存在下切割底物片段,使得染料与猝灭剂分开,FAM和TAMRA的荧光恢复,同时,目标miRNA进入另一个催化循环。DNAzyme 1探针的荧光强度与miRNA-222的浓度在2-50 nM范围内呈线性关系,检测限为0.68 nM,DNAzyme 3探针的荧光强度与miRNA-223的浓度在2-25 nM范围内呈线性关系,检测限为0.45 nM。（2）在第3章中,基于石墨相氮化碳（g-C₃N₄）纳米材料能够吸附ssDNA和ssDNA具有能够增强g-C₃N₄纳米片的类过氧化物酶活性的特点,我们设计了一种新型的免标记可视化传感平台用于ATP的检测。当ATP适配体ssDNA存在时,g-C₃N₄纳米片的类过氧化物酶活性较强,3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）被氧化,溶液呈深蓝色吸光度较强,而当有ATP同时存在时,ATP与该ATP适配体ssDNA结合具有更强的亲和力,使得该ssDNA脱离g-C₃N₄纳米片表面,g-C₃N₄纳米片的类过氧化物酶活性有所降低,溶液呈浅蓝色吸光度降低,从而达到特异性检测ATP的目的。溶液的吸光度随ATP浓度的增加逐渐降低,并且在0-0.35 mM范围内表现出较好的线性关系,检测限为0.02 mM。（3）在第4章中,基于汞离子(Hg²⁺)的荧光猝灭效应和碳点（CDs）的荧光性能,我们构建了一种简单免标记的“turn-off-on”荧光传感平台,用于溶液中Cys的分析检测。以ATP为原材料通过水热法一步合成了一种在320 nm的光激发下能够产生较强荧光的N/P共掺杂CDs,当Hg²⁺存在时,Hg²⁺能够吸附到CDs表面,由于发生了电荷转移导致CDs的荧光明显减弱,当Cys和Hg²⁺同时存在时,由于Cys和Hg²⁺之间较强的亲和力形成了Hg-S键,使得Hg²⁺离开CDs表面,CDs的荧光得到恢复,从而达到检测Cys的目的。体系的荧光恢复程度随Cys浓度的增加而加大,并且在0-400μM范围内表现出很好的线性,检测限为340 nM。