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重金属离子检测技术在当前食品安全、环境治理、工业污染等方面有着十分重要的意义。同时,随着科学技术的快速发展,重金属离子检测不仅在污染防治等领域有着重要需求,在高端医疗设备制造、新型生物医药研发、高端芯片生产制造、新能源技术的开发、航天航空以及海洋工程等领域也成为必不可少的检测手段。这些新领域也对重金属离子检测技术提出了新的需求,例如超痕量检测极限、体内检测、远距离实时监测等。传统重金属离子的检测方法是光谱法、质谱法和电化学方法等,这些方法操作复杂、仪器昂贵、且不适用于现场实时在线检测。而表面等离子体共振（SPR）传感器具有检测灵敏度高、无需对样品进行纯化与标记、实时监测等优点近年来受到广泛关注。另外,通过生物适配体例如核酸、蛋白质、DNA、RNA等结合重金属离子进行检测的生化传感器拥有良好的灵敏度和选择性,是目前重金属离子检测的主要研究方向。而基于表面等离子共振的倾斜光纤光栅传感器凭借其高灵敏度、无需标记和能够实现在线检测等优势,已经在生化传感领域取得一定进展。本文针对实现超痕量、实时检测重金属离子的技术难题,结合TFBG-SPR传感技术的超高灵敏度、无标记和实时在线检测的优势,提出并设计出基于DNA剪切酶体系的倾斜光纤光栅铅离子检测传感器。本文主要工作简单介绍如下:首先,论文介绍了SPR传感器的发展历史、主要类型以及基本原理,并针对光纤SPR传感器进行了详细介绍。之后阐述了重金属离子检测的应用领域、发展过程和未来应用前景,重点介绍了生化传感手段,特别是DNA剪切酶方法对重金属离子检测的研究现状。本文工作通过将SPR传感技术与DNA剪切酶检测体系相结合,对铅离子检测进行了研究。其次,论文通过对DNA剪切酶离子检测体系和SPR生化检测体系总结,设计了一种基于DNA剪切酶的抛弃式光纤SPR铅离子传感器,并对其用于铅离子检测的可行性和性能展开研究。验证了该传感器用于痕量浓度铅离子检测的可行性,并对金纳米粒子直径条件完成优化。通过对不同铅离子浓度样品的检测,计算得到了传感器的线性检测范围为10-14-10-6M,检测极限为10-15M,相对于传统检测手段检测极限降低了三个数量级以上,在现有生化传感器中也有很强竞争力。最后对传感器的选择性和稳定性进行了实验验证,同时实现了对实际自来水样品中铅离子浓度的检测。最后,针对生化传感器多次重复检测的需求,通过对功能化基团结构进行改变,设计了一种基于DNA剪切酶的折叠式光纤SPR铅离子传感器。对该种传感器的作用机理和具体功能化步骤进行了总结,然后通过对金纳米粒子结合过程的监测和表面表征验证了该传感器用于痕量浓度铅离子检测的可行性,并对金纳米粒子直径条件完成优化,对不同铅离子浓度样品进行了检测,与抛弃式结构的传感器进行了对比。