本论文以稻瘟病菌、重金属铜离子、核酸外切酶活性和肝癌细胞的特异性快速检测和早期诊断为目标,构建了几种基于功能化纳米材料的快速传感检测新方法。主要内容包括:(1)利用相关基因表达、纯化了稻瘟病菌几丁质酶(Mgchi)和水稻甘露糖凝集素(Osmbl)。验证了稻瘟病菌几丁质酶可以作为稻瘟病菌检测的指示分子,以及稻瘟病菌几丁质酶和水稻甘露糖凝集素之间的特异性相互作用。基于上述发现,我们以稻瘟病菌几丁质酶作为指示分子,水稻甘露糖凝集素作为识别探针,结合纳米钯粒子(PdNPs)催化氧化TMB/H202体系,建立了一种可视化检测稻瘟病菌的方法。所建立的可视化方法具有较高的灵敏度和优良的选择性,裸眼观测可检测低至7.5 nM的稻瘟病菌几丁质酶,利用酶标仪可检测低至0.025 nM的稻瘟病菌几丁质酶。利用所建立的方法,我们成功地检测了受稻瘟病菌感染的实际水稻中的稻瘟病菌,样品的加标回收率为84-109%,六次测定的相对标准偏差<7%。所建立的方法具有较高灵敏度、良好特异性、高通量、低成本等优点,为稻瘟病的快速筛查提供了可能。(2)在上面的研究基础上,以稻瘟病菌几丁质酶作为指示分子,水稻甘露糖凝集素作为识别探针,结合钯纳米颗粒(PdNPs)催化氧化TMB/H202体系,构建了一种新型电磁性可控电化学传感器,用于水稻稻瘟病菌的超高灵敏和特异性检测。所构建的电磁性可控电化学传感器结合了计时电流法、电磁性可控电极、磁珠和纳米钯催化氧化TMB/H202体系的优点,具有超高灵敏度、更强的抗基质干扰能力和良好的特异性。在最佳条件下,对稻瘟病菌几丁质酶的检测限为17 pg/mL(0.42pM)。所构建的电化学传感器可以在水稻感染稻瘟病菌初期(还没有病斑出现)检测到稻瘟病菌。本传感器的成功研制为水稻稻瘟病的早期诊断提供了一种新技术。(3)以磷脂酰丝氨酸(DOPS)为识别探针、纳米金(AuNPs)为信号发生器,构建了一种基于磷脂酰丝氨酸(DOPS)脂质体双层膜功能化纳米金的可视化快速检测铜离子的方法。采用双模法把DOPS共价修饰在金纳米颗粒表面作为Cu2+识别探针,我们证明了 DOPS功能化纳米金可以特异性地结合Cu2+,使得纳米金产生团聚,从而使纳米金溶液的颜色从酒红色变为蓝色并在波长650 nm处出现一个新的吸收峰。基于上述现象,我们构建了一种灵敏度较高、选择性好的Cu2+可视化传感器。所构建的传感器具有显著特点比如稳定性好、检测时间短和成本低等。用于检测实际水样中的Cu2+,裸眼观测的检测限达到30 μM,分光光度法的检测限为1.55μM,检测时间在10分钟内,加标回收率为98-103%,6次重复检测的相对标准偏差(RSD)小于4%。本方法操作简单、检测速度快、抗基底干扰能力强、无需昂贵仪器,且具有良好的重现性和特异性,有望于环境和生物样品中铜离子的现场快速检测。(4)开发了一种基于铽离子(Tb3+)诱导G-四倍体的非标记荧光增强型3’→5’核酸外切酶Ⅲ活性检测新方法。我们设计了一条“颈环”结构DNA,在3,→5’核酸外切酶Ⅲ存在下,核酸外切酶Ⅲ可以特异剪切“颈环”DNA释放出富含鸟嘌呤(G碱基)的单链DNA。Tb3+将诱导富含鸟嘌呤(G碱基)的单链DNA序列发生折叠,形成Tb3+诱导“G-四倍体”荧光共轭体系,进而发生荧光共振能量转移,使得Tb3+的荧光显著增强。通过上述原理可实现对3’→5’核酸外切酶Ⅲ活性的快速检测。与传统的放射性标记凝胶电泳法相比,由于所建立的方法无需对DNA序列进行荧光共价标记,所以本方法具有价格低廉、干扰小、操作简单等优点。在最佳条件下,该方法的检测限为0.8 U,6次重复测定的相对标准偏差小于5%,有望用于实际生物样品中核酸外切酶Ⅲ活性的检测。(5)基于磁珠分离、核酸适配体识别和纳米金标记,开发了一种基于ICP-MS检测人体肝癌细胞SMMC-7721的新方法。本研究所建立的方法结合了 ICP-MS检测、磁珠分离和核酸适配体-纳米金标记技术的优点,具有高灵敏度、高稳定性、高选择性和分析速度快的特点。特别是,ICP-MS检测和磁珠分离技术的采用,使得本方法的抗基底干扰能力大大增强、分析时间大大缩短。在最佳条件下,本方法对人体肝癌细胞SMMC-7721的检测限达100 cells/mL,以血清为基质的加标回收率为93-103%,5次重复测定的相对标准偏差小于4%。所建立的分析方法对目标癌细胞检测具有很高的灵敏度与特异性,有望用于实际生物样品中肝癌细胞的早期筛查及检测。