以DNA为模板的银纳米簇(DNA-AgNCs)由于其合成简便、尺寸小、量子产率较高、荧光光谱可谐调、生物相容性好等性质,受到研究者关注,其在食源性致病菌、病毒、毒素,以及农兽药残留等食品安全领域的检测应用近几年被广泛报道。但由于DNA模版序列和结构对AgNCs荧光性质的影响机理尚未被清楚阐明,导致其合成具有一定的盲目性,高量子产率的DNA-AgNCs也较少报道,一定程度上限制了其应用。本论文研究了DNA模板的碱基序列以及二级结构对DNA-AgNCs荧光性质的影响,探索了其间的相关性规律,得到具有高量子产率的DNA-AgNCs。其次使用此高量子产率DNA-AgNCs作为信号输出,借助酶辅等温信号放大技术,设计两种检测方案,建立了高特异性、高灵敏的核酸检测方法,方法具有一定的通用性,其在食品检测领域具有良好的应用前景。论文的主要研究内容如下:(1)开展以DNA发夹结构为模版的AgNCs(Hairpin-AgNCs)合成研究,研究了缓冲液、pH、硝酸银浓度、硼氢化钠浓度、反应时间等合成条件,以及茎序列中AT/GC含量、分布,以及茎部长度对Hairpin-AgNCs荧光的影响。数据显示随着茎部GC碱基含量比例的增加,AgNCs发射波长逐渐红移,在过程中由单荧光发射波长变为双荧光发射,pH和银离子浓度对AgNCs的波长也有协同影响作用,高pH条件和高银离子浓度均下有利于红光AgNCs的形成,GC碱基的比例对荧光发射波长具有决定性作用。特定的碱基分布有助于产生强荧光AgNCs。在一定范围内随着茎部长度增加,AgNCs的荧光增强。结合碱基序列以及长度研究结果,最后得到一种量子产率(QY)高达69.2%的Hairpin-AgNCs。(2)为了研究DNA空间结构对AgNCs荧光性质的影响,研究使用一个由三条单链DNA组装而成的“灯泡”状DNA结构合成AgNCs。实验中使用随机序列的DNA“灯泡”合成得到具有较高荧光亮度的AgNCs(QY=17.2%),数据显示其具有更大的尺寸(平均直径=3.36 nm)和优异的稳定性(一周后保持96.6%),并证明了结构对AgNCs形成的决定性作用。当更换“灯丝”和“灯壳”时,相比于“灯丝”合成的AgNCs,“灯泡”合成AgNCs显示出明显的结构增强荧光的效应。序列研究显示,“灯泡”合成AgNCs的峰值波长和“灯丝”中C碱基的比例相互关联,C比例越大则发射波长越大,AgNCs随C碱基数量增加呈现荧光增强的趋势。(3)基于研究得到的高量子产率的Hairpin-AgNCs以及外切酶辅助循环放大检测技术设计了一个DNA检测方案。此方案所用试剂少,实验设计相对简单,并创造性的使用了三通结结构辅助外切酶III酶切,酶切效率最大可提高9倍,同时只需单一的无需特定识别位点的外切酶III即可实现目标链循环利用破坏大量的Hairpin-AgNCs探针从而放大检测信号。此方法用于DNA检测时具有很好的选择性,线性范围为5.0 nmol/L~50.0 nmol/L,检出限为2.8 nmol/L。(4)基于链置换等温扩增(SDA)技术模型和已有相关文献,提出了一种循环式等温信号放大技术,使用自筛选得到的高量子产率Hairpin-AgNCs,建立了RNA的高灵敏荧光检测方法。此技术方案设计了两阶段的链置换等温扩增循环,极大的提高了放大倍数,结果显示,目标链加入后诱导高效的核酸扩增过程,最后在聚合酶的作用下,由于模版结构被破坏,Hairpin-AgNCs荧光信号显著降低。方法线性范围为0.02 nmol/L~1.0nmol/L,检测限为17.8 pmol/L,同时具有很好的选择性,回收率为82.1%~106.6%。