在过去的二十年中,纳米通道技术已经发展成为一个有吸引力、强大和敏感灵敏的单分子分析平台,广泛用于快速基因测序和检测各种分析物,如金属离子、PEG聚合物、DNA和microRNA、多肽和蛋白质等。最近的研究表明,固态纳米孔的检测能力通过以与DNA折纸相结合得以增强;通过构建与纳米孔的感应探针连接的手持无线电压钳放大器,即可建立利用智能手机进行方便操作的小型化无线平台。值得关注的是,气溶菌素纳米孔在单碱基差异DNA的检测方面表现出巨大的优势,这归因于其非常窄的直径和气溶菌素寡核苷酸相互之间的强静电作用。所有这些进展表明纳米孔技术具有广泛实用的巨大应用潜力。本文主要开展了以下两个方面的工作:一、利用α-溶血素纳米孔区分microRNA(mi RNA)单碱基错配准确区分具有高度相似序列的miRNA将极大地促进疾病的筛选和早期诊断。在第2章中,将生物纳米通道与锁核酸(locked nucleic acid,LNA)修饰技术相结合,在单分子水平特异性检测miRNA。LNA是一种新型核酸类似物,能够增强热稳定性,提高灵敏度和特异性。基于此,设计了LNA修饰的寡核苷酸探针、结合α-溶血素纳米孔,实现了对let-7b的快速、灵敏检测,并明显区分具有1个或2个碱基错配的let-7a和let-7c。将所建立的方法用于血清样品中let-7b的分析,表现出良好的选择性。二、利用α-溶血素纳米孔分析人鸟嘌呤糖基化酶(hOGG1)活性人鸟嘌呤糖基化酶(hOGG1)由于具有修复DNA氧化损伤的能力而在维持生命体基因完整度上发挥着重要作用,hOGG1的表达水平与很多包括癌症在内的疾病紧密相关。在第3章中,我们建立了基于纳米孔的高灵敏检测hOGG1活性的新方法。以含受损oxoG:C碱基对的双链DNA为探针,使酶活性信息转换成DNA浓度信号,进而结合α-溶血素纳米孔实现了hOGG1的快速、灵敏检测。该检测方法具有良好的选择性,且成功用于肿瘤细胞样品内的酶活性分析。