手性纳米光学活性体系通常遵循四面体或多种不同纳米粒子的螺旋几何构型。利用纳米材料的自组装过程，通过不同纳米粒子的手性几何构型，了解手性的表面等离子体激元效应，并研究手性等离子光学的应用。实验研究表明，金纳米棒自组装成侧面二聚体，手性源自它们之间的小二面角。金棒之间的自发扭转打破了平行构型的对称性质构型。在金纳米棒二聚体中，具有正和负二面角的两个构型是对映体的构象，两种构型与不同的组装方式相关。4π全空间计算模拟及单个二聚体的暗场散射光谱及圆二色谱实验进一步证实了小角度的金纳米棒二聚体的手性本质。等离子金纳米棒高级组装呈现出结构相关的强光学活性，其单体相互作用呈现协同放大效应。虽然金纳米棒自组装已经取得了一定的进展，组装以可控的方式产生较强的等离子光学信号，目前仍然是一个具有挑战的领域。通过纳米棒表面化学性质，本研究成功实现金纳米棒的侧面-侧面和端面-端面多聚体组装。侧面组装的等离子相互作用，产生独特的手性光学性质，实验结果与计算机模拟呈现一致的结果，强的光学活性可用于DNA的检测，正负峰差值计算的灵敏度为3.73aM。同时，制备的金纳米棒侧面和端面聚集体也具有强的表面增强拉曼散射活性，可以用于目标DNA的检测分析。结果表明，组装策略的拉曼LOD为1.14fM（侧面-侧面组装）和1.58fM （端面-端面组装），基于PCR的金纳米棒组装，可以同时发展超灵敏的手性传感器和表面增强拉曼光谱传感器，这种方法也为各向异性纳米粒子组装提供了一条新的组装路线。首先采用金种子生长法可控合成金纳米星材料，利用金纳米星核酸修饰技术，进行纳米星表面可控修饰，进行重金属汞（Hg2+）控制的核酸杂交，通过修饰DNA浓度参数控制，形成高产率、稳定的金纳米星二聚体组装材料，这种纳米材料组装结构间隙具有很强的等离子共振“热点”增强，可以作为拉曼增强材料。通过结构和光谱学表征方法，对不同粒径的金纳米星二聚体进行组装和光学性质研究、比较。利用制备的强拉曼增强信号的金纳米星二聚体，作为拉曼传感器检测手段实现对Hg2+的定量检测，LOD达到0.8pg/mL，线性范围为0.002到1ng/mL。磁性纳米粒子的组装及其协同磁性相互作用是另一种重要的研究领域。磁性纳米粒子的分散和组装状态的磁共振弛豫调谐特性，可以应用于高效的传感器。利用粒度均匀的磁性纳米粒子表面的功能性羧基进行修饰引物，得到高性能的引物-磁性纳米粒子复合物。利用PCR体系，进行磁性纳米粒子组装，研究基于循环数和初始DNA模板控制的磁性纳米粒子组装体系。利用磁性纳米粒子的磁共振弛豫性质，建立磁弛豫传感检测方法。借助于PCR的高效扩增效率，基于磁性纳米粒子组装磁共振弛豫传感器实现了对DNA的超灵敏检测，LOD达到4.26aM，检测区间为0.01fM到10000fM。利用适配体分子识别探针及其互补DNA的RT-qPCR扩增信号，建立了一个简便、超灵敏的OTA的传感检测方法。在最优条件下，随着赭曲霉素A从5×10^-6到5ng/mL浓度范围的10倍系列稀释，循环阈值相应的线性增加，LOD为1fg/mL。这种方法是一种优异的特异性适配体传感器，对其他四种毒素对比检测发现没有明显的循环阈值变化。此外，对红葡萄酒添加的一系列浓度OTA的实验分析，回收率范围在99–112%之间。这种超灵敏的目标分析物方法，显示出了对多种目标物检测的潜力。