动物源性农产品、环境土壤以及水体中卡那霉素(Kana)残留会对人类健康以及生态环境带来严重影响,故应对农产品和环境样本中卡那霉素残留量进行严格监测。然而,传统检测方法费时、复杂且对仪器或人员要求较高,限制其推广应用。光学生物传感器具有简单便捷、响应快、检测限低、准确度好、灵敏度高以及成本低等优势在分析检测领域飞速发展;金纳米材料具有独特的光学特性,使其广泛地应用于光学传感检测中;无酶辅助的杂交链式反应(HCR)可实现常温下信号放大,以此达到对目标物痕量检测的目的。本文建立了金纳米材料为信号转换元件和HCR技术为信号放大手段的比色方法,实现对卡那霉素的检测。本文的研究内容和结果如下:(1)建立了基于金纳米球(AuNPs)和HCR辅助的光学生物传感方法,实现对牛奶中Kana的检测。首先根据Kana设计了含有其适配体HCR发夹探针,并通过凝胶电泳技术对所设计的发夹探针进行了表征。随后,分析了该检测方法的可行性,并对其关键参数进行了优化:AuNPs的较优浓度为6.5nM,AuNPs与HCR产物最佳结合时间为30 min,以及最佳测定时间为加盐后40 min。本研究建立的光学生物传感方法在2.14到40 μ的浓度范围内对Kana检测具有良好的线性关系,检测限为0.68μM,并且具有较高的选择性。Kana可以通过吸光度变化和颜色变化来定量或定性地检测。此外,成功应用于牛奶样品中Kana的检测。该研究工作表明通过改变相应的适配体序列和发夹DNA探针,建立的基于AuNPs和HCR辅助的光学生物传感方法可以拓展到检测农产品中其他小分子物质的残留,对保障农产品安全和人体健康具有实际意义。(2)在AuNPs研究的基础上提出了引入具有可调光学特性的金纳米棒(AuNRs)建立相应的光学生物传感方法用于Kana检测的设想,以随机选取的序列DNAR为目标物进行基于HCR放大策略的金纳米棒比色法的初步研究并首次建立了相应的光学生物传感方法。首先利用种子生长法优化制备了长径比为2.77±0.30的AuNRs。然后通过凝胶电泳技术对设计的序列进行了表征,同时分析了该检测方法的可行性,并对其关键参数进行了优化:HCR发夹探针较优的浓度为250nM,最佳测定时间为加盐反应后4min。本研究建立的光学生物传感方法可对4.62到60 nM的浓度范围内的DNAR实现线性检测,检测限为1.47 nM;且具有较高的选择性,能区别单碱基错配的核酸序列。由此证明了 AuNRs可用于建立基于HCR放大策略的光学生物传感方法。通过将适配体发夹探针引入,本研究可对包括Kana在内的抗生素、真菌毒素等物质实现高灵敏检测提供有效的方法依据,这为本研究所建立的基于AuNRs和HCR辅助的光学生物传感方法提供一条富有前景的应用途径,扩大AuNRs在构建生物传感方法中的应用潜力。