肿瘤相关酶主要是由肿瘤细胞产生的一种物质，并随着肿瘤细胞的生长相对应的浓度发生变化。大量研究表明，肿瘤相关酶在恶性肿瘤细胞中的含量远高于正常细胞，因此，肿瘤相关酶对于恶性肿瘤(人类第二大疾病-癌症)的诊断和治疗具有重要意义。因此针对特定的肿瘤相关酶，需要研发出具有特异性的高灵敏生物探针进行肿瘤相关酶活性检测。纳米材料因为其良好的生物相容性以及光学特性被广泛地应用于生物检测中，因此新型的纳米探针在肿瘤相关酶活性检测上具有重大的应用价值。常见的肿瘤相关酶，如端粒酶，以及近几年开始被广泛研究的PARP-1，由于它们在大多数肿瘤细胞中过表达，因此本论文主要对于端粒酶以及PARP-1活性进行特异性和灵敏检测，主要内容如下：
　　（1）基于金纳米粒子的特性，设计了一种三维的DNAzyme motor生物纳米探针进行活细胞内端粒酶活性的灵敏检测。由于金纳米粒子的光学特性，通过FRET 作用使得连接在金纳米粒子表面上修饰有 FAM 荧光基团的底物链的荧光信号被猝灭。在端粒酶的作用下能够使引物链发生扩增，扩增后的引物链激活信号“关闭”的DNAzyme motor纳米探针，并将锁定链释放出来。当具有催化活性的长臂链与底物链反应并在辅助因子 Mn2+的作用下，能够使荧光分子从DNAzyme motor 上释放出来，从而信号“开启”，随着长臂链的不停运转，使得DNAzyme motor上的FAM基团不断释放，荧光信号得以恢复，从而达到荧光信号的循环放大，提高了端粒酶活性检测的灵敏度。同时利用金纳米粒子良好的生物相容性，DNAzyme motor 可以进入恶性肿瘤细胞内进行端粒酶活性检测，端粒酶引物TS primer通过吸附在二氧化锰纳米片上进入细胞内。在细胞内谷胱甘肽的作用下，二氧化锰纳米片被还原成辅助因子 Mn2+，以实现荧光信号的放大，并通过共聚焦显微镜实时成像。本方案的线性范围为200~12,000 cells/mL，检测限为46 cells/mL。与其他方法相比，具有较低的检测限，并通过对多种细胞的荧光成像能够更加快速准确判断细胞内端粒酶活性。同时，该方法也被应用于实际样品的检测当中，这对于临床检测具有重要意义。
　　（2）以金纳米棒为基础的生物纳米探针用于无标记、可视化的检测PARP-1活性。基于已有研究得知，MoO42-能够催化H2O2和KI加速刻蚀金纳米棒。首先，在金纳米粒子表面修饰上用于激活 PARP-1 的双链 DNA ，以构建分离体系AuNPs@DNA。当PARP-1存在时，金纳米粒子表面会扩增出大量的PAR枝状结构，同时PAR结构中含有大量能够与MoO42-反应生成PMo12O403-的PO43-基团，通过分离后，使得溶液中 MoO42-的浓度降低，降低了其对金纳米棒刻蚀的催化效率。与不含PARP-1的情况相比较，金纳米棒的刻蚀程度会随着PARP-1浓度的增加而减弱，同时溶液的颜色也会明显的从浅蓝色变为棕色。该方案的线性范围是0.05~2 U，检测限为0.02 U。与其他方法相比，该方案能够用肉眼快速地观察溶液颜色的变化，从而对PARP-1活性进行半定量分析，同时操作简单，具有较高的应用价值。