近年来,人们对牛奶的需求不断增加,促进了奶牛养殖业的迅速发展。然而,快速无序的扩张引发了诸多乱象,如滥用抗生素来治疗奶牛感染性疾病,可能导致其大量转移至牛奶中,进而危害人类健康;饲料中大肆添加的抗氧化剂在动物体内过度累积,损害动物的健康。因此,准确测定牛奶中抗生素和饲料中抗氧化剂显得尤为重要。目前,传统的检测方法大多需要高昂的设备和专业的人员进行操作,并且不能满足现场检测的需求。构建生物传感方法实现对目标物的快速、经济、实时的检测是解决以上问题的有效途径之一。上转换纳米粒子由于其独特的反托斯克斯性质,具有稳定性强、背景干扰小等特点,已经被广泛用来构建荧光生物传感器以用于检测领域。单原子纳米酶因其优异的催化性能,也是构建比色生物传感器的热门研究对象。据此,本论文开展以下研究:(1)基于上转换纳米粒子和金纳米粒子之间荧光能量共振转移的适配体生物传感的构建,并用于检测牛奶中的氨苄青霉素。使用上转换粒子(UCNPs)作为能量供体,金纳米粒子(AuNPs)作为能量受体。检测机理是基于AuNPs猝灭UCNPs的荧光和氨苄青霉素与其适配体的特异性结合,使得适配体构象发生改变。因此,AuNPs在盐溶液中出现不同程度的聚集,它和UCNPs之间的能量共振转移也随之发生改变。在最佳条件下,随着氨苄青霉素浓度从10 Bcl-2抑制剂ng/m L增加到150 ng/m L,荧光强度呈线性上升趋势,检出限为3.9 ng/m L。适配体传感器对氨苄青霉素具有良好的选择性,不受其他抗生素的干扰,成功用于牛奶中氨苄青霉素的检测,准确率高。(2)FeCe/NC新型单原子纳米酶的制备、表征及其机理探究。采用化学掺杂法将Fe~(3+)和Ce~(3+)引入ZIF-8中,通过调节煅烧温度制备了一种高活性的新型FeCe/NC单原子纳米酶。接着,采用多种方法对FeCe/NC进行了测试与表征。然后,研究了FeCe/NC所属的类酶活性和催化机理。研究发现FeCe/NC属于类氧化酶,催化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)的机理是直寻找更多接将空气中的O_2氧化成·OH、O_2~(·-)和~1O_2。然后,对比FeCe/NC和Fe/NC的酶反应动力学,证实新制备的FeCe/NC单原子纳米酶具有更高的催化活性。此外,发现FeCe/NC对巯基具有抑制作用,初步构建比色生物传感器实现了对半胱氨酸(Cys)的灵敏检测,Cys的线性响应范围为5.0-50.0μM,R~2为0.993。(3)基于UCNPs和FeCe/NC构建荧光比色双信号生物传感器用于检测饲料中抗氧化剂单宁酸的含量。检测机理是FeCe/NC具有类氧化酶性质,可以催化O_2产生·OH、O_2~(·-)和~1O_2,将无色的TMB氧化成蓝色的ox TMB,并且在652 nm处有吸收峰。同时,产生的ox TMB会与UCNPs之间产生内滤效应,使得UCNPs的荧光降低。当有单宁酸存在时,其能够清除自由基,抑制蓝色的ox TMB生成,导致在652 nm处的吸光度降低和UCNPs的荧光出现恢复。吸光度的降低量和上转换荧光恢复量与单宁酸的浓度具有线性关系,以此构建的荧光比色双信号生物传感器实现了对单宁酸的灵敏检测。Urinary tract infection在最佳优化条件下,单宁酸的线性响应范围为1.0-6.0μM,比色法的R~2为0.995,检出限为0.27μM;荧光法的R~2为0.993,检测限为0.19μM。此传感器对单宁酸具有良好的选择性,成功用于检测实际样品饲料中的单宁酸,回收率高。