单分子计数是最简单直接的荧光分析方法。与传统的荧光光谱相比,单分子计数可以测量单个分子的信息和行为,具有简单、快速、高灵敏、低样品消耗和可视化等优点,是一种理想的生物传感平台。近年来,单分子计数广泛应用于DNA、RNA、酶和蛋白类等生物分子的灵敏检测,在临床诊断和药物研发中具有广阔应用前景。在本论文中,我们结合核酸扩增技术与单分子计数法,实现了对DNA损伤和DNA甲基转移酶的超灵敏检测。本论文包括以下内容:（1）我们发展了一种基于超支化信号放大的单分子荧光技术,用于检测8-oxoG碱基损伤。该方法中,在甲酰胺嘧啶DNA糖基化酶（Fpg）和多核苷酸激酶（PNK）的作用下,8-oxoG被切除之后损伤位点可产生游离的3’OH;随后末端脱氧核苷酸转移酶（TDT）介导的超支化核酸扩增将大量Cy5标记的dUTP嵌入到扩增序列中。经核酸外切酶消化和磁分离,释放的Cy5-dUTP可以进行单分子成像和计数。由于引入超支化核酸扩增和单分子检测技术,该方法具有较高灵敏度,检测限达7.62×10-18 M。另外,该生物传感器具有良好特异性,能够从DNA混合物中识别0.001%的8-oxoG。该方法可定量检测基因组中的DNA损伤,检测限为0.0017 ng,甚至可以对150μM H2O2诱导的单个He La细胞中的碱基损伤进行定量（7025-8506）。该生物传感器可以进一步应用于检测不同癌细胞系中8-oxoG损伤水平,在氧化损伤相关的生物医学研究和临床诊断中具有潜在应用价值。（2）我们发展了一种基于无嘌呤/无嘧啶核酸内切酶1（APE 1）介导的级联信号扩增策略,用于灵敏快速检测大肠杆菌中的DNA甲基转移酶（Dam MTase）。我们设计了一个双链DNA（ds DNA）底物和两个发夹信号探针（HP1和HP2）,这两个探针的两端分别用Cy5和BHQ2修饰。当Dam MTase存在时,双链DNA底物被甲基化,经Dpn I酶切割,产生触发探针1。触发探针1与HP1杂交,形成含无嘌呤/无嘧啶位点的双链DNA。随后APE 1对AP位点进行切除,诱导循环切割HP1,产生大量触发探针2。触发探针2可以进一步与含AP位点的HP2杂交,形成双链DNA,诱导APE 1循环切割HP2。因此,HP1和HP2的循环切割产生大量Cy5分子。Cy5分子可以通过单分子成像进行准确定量。该方法简单、快速、只需一步混合,便可在2 h内反应完成。该方法具有较高的灵敏度和较好的选择性,能够区分Dam MTase和其它DNA MTase,可以应用于抑制剂筛选和测量人血清和大肠杆菌细胞中的DNA MTase活性,在临床诊断和药物研发中具有广阔应用前景。