在当今,生命科学作为最为重要的科学领域之一,它与人类的健康和社会的发展紧密相关。而人类对身体健康和环境等方面的关注及需求也是日益高涨的。这就对科学研究及医疗等领域的工作者提出更高的要求,从而促使研究者们进一步对生命活动和相关疾病作出更深入更细化更准确的判断和解读,在对疾病进行的早期诊断方法中主要涉及的对一些与重大疾病相关的标志物(核酸、酶、蛋白质等)进行灵敏检测。生物传感技术因其响应速度快、检测灵敏度高、选择性好、操作简单方便并且检测成本低等诸多优点,在生物医学、临床诊断、食品医药和环境监测等领域得到了广泛应用。近年来,纳米材料因其独特的光学和电化学性能,已经成为当前的研究热点,它的应用极大地为生物传感器的发展提供了新的思路和活力。由纳米材料和生物传感器所构建的纳米生物传感器,涉及包括纳米科学、化学、生物等多个学科的交叉应用。本文基于新兴的二维纳米材料-氧化石墨烯和石墨相氮化碳,发展出新型的纳米生物传感方法对与疾病相关的一些标志物-miRNA、酪氨酸酶活性进行了高灵敏检测。论文的主要内容概括如下:MicroRNA(miRNA)是一类非编码的23个碱基左右的单链RNA分子,在生物体中,miRNA通过结合靶mRNA的3’非翻译区形成双链而促进mRNA降解和蛋白质翻译抑制从而调节基因表达。近年来,研究发现miRNA表达水平的变化对许多疾病和癌症的发生、发展有密切关系,因而准确检测分析miRNA能使我们更好的理解其在癌症或癌症治疗中所起到的作用。在第2章中,我们利用氧化石墨烯(GO)的高荧光猝灭能力,以及其对单链DNA和双链DNA的吸附性差异,结合双链特异性核酸酶信号放大方法提出了一种新型荧光分析检测策略用于对miRNA的高灵敏检测。实验中设计了一条荧光标记的DNA探针,当目标miRNA不存在时,探针被GO吸附荧光猝灭,一旦加入目标miRNA,探针标有荧光团的一端与miRNA互补杂交而被拉起,DNA:RNA异源双链体被双链特异性核酸酶(DSN)识别,并且选择性地将其中的DNA切割成短的寡核苷酸片段,荧光团脱离GO表面,荧光恢复,目标miRNA被释放出来,继续参与下一轮的杂交、切割和释放,从而实现了荧光信号的放大,继而实现对目标miRNA的高灵敏检测。本章所提出的分析方法检测下限为197 fM,同时具有很好的选择性,并成功应用于癌细胞裂解液中检测目标miRNA,因此,该方法在用于选择性分析细胞或组织中的miRNA(生物标志物)具有很大的潜力,并可为miRNA相关癌症的早期检测提供可靠的信息。石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片,一种新兴的由碳原子及氮原子以sp2杂化方式形成的具有类石墨层状结构的石墨烯类荧光二维碳纳米材料,已经被广泛应用于光催化领域。为了进一步拓宽其在光学生物传感领域的应用,在第3章中,我们发展了一种新型的基于g-C3N4碳纳米材料的生物传感器,用于对酪氨酸酶(TYR)活性的高灵敏检测及其抑制剂的筛选。本文基于酪氨酸酶能够高效催化酪氨酸生成各种黑色素类寡聚体,而这种黑色素类寡聚体能够很容易的组装在g-C3N4纳米片上,进而逐渐原位生长得到黑色素类聚合物,最后猝灭g-C3N4纳米片所发出的荧光。本文通过利用g-C3N4纳米片所具有的荧光特性实现了对酪氨酸酶活性高灵敏度高选择性的分析,并同时实现了对酪氨酸酶抑制剂的快速筛选。因此,该方法建立了一个用于对包括黑色素瘤在内的与酪氨酸酶类相关的疾病早期诊断及对其抑制剂进行快速筛选的新的生物传感平台。