金纳米粒子由于其优异的光学性能和强的表面吸附性能,以及具有强的表面等离子体共振、表面等离子体共振荧光、表面增强拉曼、表面易功能化等性质,在生物标记、分子识别、生物检测、金属离子检测等众多方面有着广泛的应用。DNA电化学生物传感器提供了一种全新的DNA(基因)检测技术,具有简单、可靠、价廉、灵敏和选择性好等优点,并且与目前的DNA生物芯片技术兼容,在分子生物学和生物医学工程领域具有很大的实际意义和应用价值。比色法由于具有操作方便、检测快捷、成本低、不需要复杂的检测仪器广泛应用于检测金属离子。金纳米粒子由于其独特的性质,成为了比色法检测金属离子的优质材料。核壳复合纳米粒子因其组成、大小和结构排列的不同而具有特殊的化学、光学和电学等方面的特性,广泛应用于电子、催化、分离、生物诊断等许多领域。结合上述几个方面,本论文主要利用金纳米离子传感器对DNA和金属离子进行了检测,以及制备了Au@SiO2以及Fe3O4@SiO2核壳复合纳米粒子。具体研究工作分为三章,具体工作如下：第二章,发展了一种新的电化学检测DNA的方法。该方法先通过生物条形码法将目标DNA信号放大并转化为可修饰到电极表面的巯基DNA,由于电化学活性物质六氨合钌(RuHex)阳离子能通过静电相互作用吸附在DNA骨架上并作为电化学信号物质,利用DNA杂交作用采用DNA功能化金纳米粒子对电极表面的巯基DNA进行再组装,组装后将大大提高电极表面负载的DNA量,其DNA骨架吸附更多的RuHex阳离子。该方法先利用生物条形码法将DNA信号放大,再通过组装将信号进一步放大,可以很大程度上提高DNA的检测限。实验结果表明用该方法检测DNA的初步检测限已达到1pM。这种方法结合了生物条形码法和电化学法的双重优势,具有良好的应用前景。第三章,制备了两种金纳米传感器并用于检测金属离子。两种传感器表现出良好的水溶性和稳定性。1-金纳米粒子对Hg2+的检测具有特别高的选择性,通过肉眼就可检测到1μM的浓度,通过紫外可见光谱可以推进最低检测限至400nM。对于2-金纳米粒子来说,在金属离子浓度为100μaM时,肉眼可以看到2-金纳米粒子对Hg2+, Fe3+, Al3+, Fe2+和Cr3+等离子有颜色响应。当金属离子浓度小于10μM时,2-金纳米粒子对Hg2+的检测也具有非常高的选择性,能通过紫外可见光谱检测到限至1μM的Hg2+。进一步研究传感器颜色响应的机理发现：传感器的颜色响应的主要原因是功能分子与金属离子的配位效应,而不是受pH值和离子强度影响。第四章,成功制备了Fe3O4@SiO2和Au@SiO2核壳纳米粒子。用水热法制备Fe304磁性纳米粒子,通过调节底物浓度,反应温度,反应时间得到了170nm和220nm的两种尺寸均一的质量较好的磁性纳米粒子。用改进的Stober法在Fe304表面包裹Si02,通过优化水醇比例,pH, TEOS加入量,底物浓度,反应时间等调节包裹层的Si02厚度。通过化学法和种子法制备了不同大小的金纳米粒子,再通过TEOS的水解,在不同粒径的金纳米粒子表面包裹Si02。通过优化水醇比例,pH, TEOS加入量,底物浓度,反应时间等调控Si02的壳层厚度。