在现代科学中，纳米技术不断与化学、生物、物理和医学发展超灵敏检测和成像等方法结合，并在分析化学或生命科学领域发挥越来越重要的作用。贵金属纳米颗粒不仅可用于构建和完善新颖的传感器设备，而且可在电化学传感器与生物传感器等方面发挥极其重要的作用。使用贵金属纳米颗粒不仅可以提高传感器的灵敏度、降低检测限、更有可能完成一些其他材料所不能完成的任务。因此，贵金属纳米颗粒在生物传感中具有潜在的意义和广阔的应用前景。分子逻辑门可以用于发展分子水平的自动控制的化学体系和计算机，因而目前受到广泛关注。分子逻辑器件具有尺寸小、存储量大、反应速度快和便于设计等优点，其中，金纳米颗粒（AuNPs）以其独特的光学性质﹑小尺寸效应、表面效应和优良的生物亲和性，在纳米器件、生物传感器等领域显示了其独特的价值。本论文利用金属纳米材料在生物传感器领域开展了几个研究工作，主要研究工作如下：1.基于H2O2-调节AuNPs形成过程中的等离子体光学变化，我们发现了一种浓度依赖、不连续的、类似电子学中脉冲方波的比色现象，并将该现象命名为化学比色方波。利用体系中的Ag+浓度或者pH值的变化，我们观察到不连续的比色信号的改变（蓝色-红色-蓝色），经过合理定义可以呈现出OFF-ON-OFF的模式，并将它们命名为Ag+浓度依赖的化学比色方波和pH值依赖的化学比色方波。由于Ag+浓度依赖的化学比色方波具有良好的离子选择性，因此可以用于Ag+的检测。纳米传感器的优越的物理性质在晶体生长化学的出现后，化学比色方波的提出开启了一种对传感的新的可能性。因此，对于化学比色方波的进一步研究在分析和材料化学中具有潜在价值和广泛应用。2.基于化学比色方波具有Ag+浓度或者pH值依赖与方波信号不连续的特点，因此，将Ag+浓度依赖的化学比色方波与pH值依赖的化学比色方波进行合理整合，成功构建了一种新型、简单和无标记的AuNPs比色逻辑门。以Ag+浓度和溶液pH值的变化作为逻辑门的输入信号，将AuNPs溶液颜色作为逻辑门的输出信号，实现了“与”门、“抑制”门和“或”门。构建的逻辑门具有方法简单、反应迅速和花费少等优点，它不仅避免了在传统的AuNPs比色逻辑门中探针制备与修饰，也避免了复杂的操作过程。3.基于DNA为模板的银纳米簇（DNA-AgNCs）的荧光性质，建立了一种特异性检测二价汞离子的荧光方法。由于富含胞嘧啶C的单链DNA可以用于具有荧光的DNA-AgNCs的合成，因此我们利用富C的DNA片段作为DNA-AgNCs的合成模板合成出具有荧光信号的DNA-AgNCs。在合成的DNA-AgNCs表面的Ag+中，由于Hg2+的d10电子轨道与Ag+的d10电子轨道之间存在强烈的金属相互作用，从而DNA-AgNCs的荧光淬灭。此方法通过金属之间的相互作用，具有良好的检测限和选择性，该方法具有时间短，检测限低，选择性好等优点。