纳米材料具有量子尺寸效应、界面效应、等离子体及表面增强拉曼散射等特性,在光学成像、催化、传感、癌症靶向治疗、载药等领域有着广泛的应用。DNA具有一系列的优点,比如生物相容性好、低毒性、独特的碱基配对作用,以及在长度、电荷、序列结合等方面有着高度的可编程性,使得调控过程具有较好的重现性、较高的产率及单分散性。本论文利用DNA与金属离子之间存在的弱相互作用力来制备纳米材料,并对合成的新型纳米材料进行相应的应用研究,具体内容如下:1.DNA介导合成金纳米簇及其在检测谷胱甘肽方面的应用研究首先通过C30（含有30个胞嘧啶的DNA单链）与金之间的弱相互作用力制备出金纳米簇（AuNCs@C30）,高分辨透射电镜表征其尺寸在2 nm左右,符合纳米簇的尺寸范围;紫外-可见光谱吸收峰在360 nm;荧光光谱表明其激发峰在360 nm,吸收峰在445 nm。系统研究了环境因素对金纳米簇荧光强度的影响,AuNCs@C30的荧光强度在pH=6时最大,荧光强度随温度的升高而降低,并能够稳定存在8周以上。开展了金纳米簇对谷胱甘肽的特异性识别研究,结果表明,荧光强度随着谷胱甘肽浓度的增大而降低,谷胱甘肽在0⁰.1μM范围内呈线性相关,检测限为0.018μM,猝灭机理为电荷转移导致的动态猝灭。2.DNA介导合成银纳米簇及其在检测Fe³⁺方面的应用研究以C30为模板合成了一种发蓝绿色荧光的银纳米簇（AgNCs@C30）,分别采用紫外-可见光谱、荧光光谱及动态光散射进行了表征。动态光散射测试表明银纳米簇的尺寸为3.1 nm,符合纳米簇要求的尺寸范围;紫外-可见光谱吸收峰在413 nm;荧光光谱表明激发峰在270 nm,最佳发射峰在480 nm附近。进一步优化检测条件,最佳反应温度为30℃,反应时间在2 min内,即可实现银纳米簇对Fe³⁺的快速有效检测,检测限为0.087μM。最后探讨了猝灭机理,Fe³⁺与AgNCs@C30生成基态配合物导致静态猝灭。3.不同长径比的金纳米棒的催化性能研究利用种子生长法合成了不同长径比（AR）的金纳米棒,以对硝基苯酚（4-NP）的还原反应为反应模型,采用动力学和热力学方法,比较研究了不同AR的金纳米棒的催化特性。具有较大AR的金纳米棒体系,具有较高的表观速率常数k;随着AR值的减小,活化能E_a值随之增加,具有较高AR值的金纳米棒具有较高的催化活性。定量评价不同长径比的金纳米棒的催化性能,通过控制金纳米棒的结构,可为优化催化性能提供重要的信息。4.DNA介导金纳米棒的二次生长研究以金纳米棒为前驱体,以含有30个碱基（腺嘌呤（A30）、胞嘧啶（C30）及胸腺嘧啶（T30））的DNA单链为模板剂,制备出了三种不同形貌的金纳米颗粒（A30/Au,C30/Au,T30/Au）。采用紫外-可见光谱、高分辨透射电镜对不同形貌的金纳米颗粒进行了表征,并且探讨了温度和反应时间对金纳米棒二次生长形貌的影响。随着反应温度和反应时间的增加,金纳米棒的纵向等离子吸收峰（LSPR）不断蓝移,表明长径比不断减小,颗粒由棒状向球形转化,并基于高分辨透射电镜的晶格分析和晶格衍射,进一步提出了DNA介导金纳米棒二次生长的机理。对经过DNA调控后的金纳米颗粒进行了催化活性的比较,反应活性T30/Au>C30/Au>A30/Au,反应速率与DNA和金纳米颗粒表面的相互作用力有关,作用力越强,催化活性越弱。