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三苯甲烷染料(TPM)自身由于共振去激发显示很弱的荧光。然而当它们堆积在G-四链体的两个表面G-四分体时,由于共振被限制,它们的荧光显著增强。因此TPM染料可以开发为G-四链体识别荧光探针。本文考察了五种TPM染料和G-四链体、双链和单链DNA作用后的荧光光谱和荧光共振能量转移光谱。结果表明四种TPM染料的荧光光谱可用于区分分子内G-四链体和分子间G-四链体、单链和双链DNA。TPM染料的荧光共振能量转移光谱和荧光共振能量转移滴定可把G-四链体(包括分子内G-四链体和分子间G-四链体)与单链和双链DNA区分开。此外,还发现TPM染料所带的正电荷数以及取代基的体积是影响染料和G-四链体结合稳定性的两个重要因素。此外,本论文利用无需标记的能形成G-四链体的富G寡核苷酸链和廉价的三苯甲烷染料—结晶紫(CV)开发了一种新型的钾离子检测方法。这种钾离子定量检测方法是基于某些CV/G-四链体配合物在K+和Na+中存在不同的荧光信号,且荧光信号随K+浓度改变而变化而建立起来的。根据荧光信号随K+浓度变化趋势,我们开发出了两种检测模式。一种是荧光猝灭模式,在此模式中,荧光强度随K+增加而降低,使用的寡核苷酸链是T3TT3(5’-GGGTTTGGGTGGGTTTGGG);另一种是荧光增强模式,在此模式中,荧光强度随K+增加而增强,使用的寡核苷酸链是Hum21 (5’-GGGTTAG GGTTAGGGTTAGGG)。与已有的K+检测方法相比,此方法有以下优点：如检测费用低、检测体系中允许存在大量的Na+、检测线性范围可调及具有更长的激发和发射波长等等。另外,以Ag+和Cys为输入信号,TPM染料的荧光强度为输出信号,我们利用TPM染料／G-四链体配合物设计了一种DNA IMPLICATION逻辑门。当没有输入时,TPM染料／G-四链体配合物显示很强的荧光,此时的输出信号为1。Cys的加入对TPM染料／G-四链体配合物没有影响,所以只有输入Cys时,荧光仍旧很强,输出信号也是1。然而因为Ag+能破坏G-四链体结构的形成,所以仅有输入Ag+时,荧光猝灭,输出信号是0。当同时有Ag+和Cys输入时,Cys作为一种较强的Ag+结合剂,能使Ag+从DNA中释放出来,从而荧光得到恢复,输出信号是1。与已有的DNA逻辑门相比,此逻辑门快速、可逆并且有可靠的输出信号和数字化行为(digital behavior)。基于Ag+和Cys对TPM染料／G-四链体配合物的荧光调制作用,此体系还可以用于Ag+和Cys的高特异性均相检测。