DNA核酶(DNAzyme)是通过指数富集系统进化技术(SELEX)分离而来的,是一种具有催化活性的DNA分子,因其稳定性及良好的催化效应可用于多种传感体系。DNA分子机器是一种类似于机器运转的生物分子自组装模式,其内部化学产物引发的分子级别的连续功能,使得DNA二维及三维结构发生改变,从而形成新的化学产物。DNA分子机器具信号放大的作用,可自主控制复制、剪切、链置换等多个进程。基于DNAzyme的分子机器具有十分广阔的生物化学应用前景。以DNA为模板合成银纳米簇,表现出优异的光谱和光物理性质,成为近年来发展快速的荧光纳米探针。本文主要利用DNAzyme、DNA分子机器及以DNA为模板合成的银纳米簇体系构建用于检测铜离子及巯基化合物的传感体系,主要工作如下：1、基于DNAzyme分子机器酶级联扩增反应,设计了一种新颖的循环扩增用于检测铜离子的生物传感器,也是首次尝试将自主断裂DNAzyme与聚合酶／核酸内切酶循环反应相结合的传感方法。当铜离子存在时,能够有效催化铜核酶将铜底物在断裂位点处特异性水解,游离出的铜底物片段作为引物,在聚合酶的作用下与模板链完全互补配对形成双链,后被核酸内切酶在剪切位点特异性剪切,又在聚合酶作用下开启新一轮的复制反应。沿着模板链不断复制、置换,置换下来的单链DNA又与模板链继续互补配对,依此展开循环扩增反应,随着荧光染料SYBR Green I的嵌入,有明显的荧光增强效果。传感体系在铜离子浓度为0.5～200 nmol·L-1范围内有响应,荧光信号呈现良好的指数扩增趋势。该传感器无标记,也无需对DNA进行化学修饰,同时避免了温度循环的信号扩增及复杂的分离过程。开拓了利用DNAzyme与多酶复合系统结合检测金属离子的新思路。2、设计了一种简便、灵敏的基于1,4-二硫苏糖醇(DTT)对以DNA为模板所合成银纳米簇的荧光淬灭作用,用以定量检测DTT。以寡核苷酸链为模板,将其与AgNO3作用,折叠形成C-Ag-C结构,后采用NaBH4为还原剂合成银纳米簇。通过荧光分光光度计、透射电子显微镜(TEM)等表征方式探讨了银纳米簇与DTT的作用关系。其作用原理是基于DTT中巯基(SH)对银纳米簇有很强的结合力,Ag接受SH中S原子提供的电子形成Ag-S化合物,致使银纳米簇被封闭,影响其电子能量转移,使得银纳米簇较强的荧光发生淬灭。该传感器可用于细胞裂解液中DTT的检测,在生物化学监测领域有较好的应用前景。3、基于Cu2+催化对DNAzyme的特异性剪切作用,设计了简单的非标记裂解DNAzyme检测Cu2+的荧光传感器。铜核酶与铜底物结合生成含有双链和三链区域的DNA,在Cu2+的催化作用下,铜底物被特异性剪切,双链区域断开成单链,荧光染料SYBR Green Ⅰ仅能嵌入三链区域产生较无Cu2+体系更弱的荧光,从而达到对Cu2+的定量检测。该传感器只需DNAzyme、L-抗坏血酸、Cu2+、SG,无需预处理、操作简便、反应成本低,整个操作过程绿色、环保,且选择性较好,响应快速。