核酸纳米探针是DNA检测的重要工具之一,本论文对核酸纳米探针的制备及其应用进行研究,主要内容包括:分析影响纳米金稳定性的因素、两种基于核酸纳米探针的DNA检测方法研究、探索新型核酸纳米探针的制备方法以及新型标记纳米粒子的制备及其光学性质。纳米金是目前制备核酸纳米探针的主要纳米粒子,柠檬酸钠还原法是制备水溶性纳米金最主要的方法,通过变换柠檬酸钠和氯金酸的浓度或比例,可以制备不同浓度或不同粒径的纳米金,这种方法制备的纳米金的稳定性受环境影响,特别易受溶液pH和离子强度的影响。本文从酸的分布系数和双电层理论出发,推导了溶液pH和离子强度对纳米金稳定性的影响,并通过实验予以验证,结果表明,当纳米金溶液pH为9.0、氯金酸反应浓度在0.25～1.0mmol/L之间时纳米金稳定性最好。金具有较高的密度,核酸纳米探针中的纳米金能够将靶DNA的质量信号放大,利用石英晶体微天平(QCM)容易对靶DNA进行检测。本文将核酸纳米探针用作“纳米放大子”,设计了一种基于QCM的新型DNA检测方法,与以往的检测方法通过增加纳米金的粒径来增强质量放大信号不同,本法的核心在于将多个纳米金结合在一根靶DNA链上。实验结果表明,这种方法可对靶DNA进行超灵敏检测,检测限可达到0.17amol/L,这已经非常接近PCR的检测限,但它无需进行复杂的PCR扩增,通过适当修改,该法还可应用于点突变检测、核苷多态性检测等领域。纳米金是一种理想的荧光淬灭剂,作为荧光共振能量转移(FRET)的受体,它对荧光的淬灭效率高于常用的有机荧光淬灭剂。基于纳米金的荧光淬灭特性,将纳米金作为淬灭剂,设计了一种新型的双链核酸纳米探针,并将其应用于DNA检测。双链核酸纳米探针由相互互补,但长短不同的两条寡核苷酸链组成,在长链的5’端标记纳米金,将其作为捕获探针;在短链的3’端标记荧光基团,并将其作为信号探针,将这两种单链杂交,即为双链核酸纳米探针。当溶液中无靶DNA时,信号探针中的荧光基团靠近纳米金表面,由于FRET作用,信号探针中荧光基团所发射的荧光被纳米金淬灭,溶液中没有荧光信号;当溶液中存在靶DNA时,信号探针将会被置换,此时信号探针将发射荧光。用纳米金制备的双链核酸纳米探针易于离心分离,纳米金能完全淬灭荧光基团所发射的荧光,该法简便易行,能快速对靶DNA进行检测。制备核酸纳米探针常用的方法是直接将巯基修饰的寡核苷酸通过Au-S键共价结合到纳米金表面,这种方法存在一个问题,那就是纳米金表面寡核苷酸(DNA)的密度对杂交效率有影响,DNA密度太高或太低都会降低杂交效率。为提高核酸纳米探针表面DNA的杂交效率,本文以4-巯基苯甲酸(MBA)为调控分子,对照巯基己醇(MCH),基于配体交换法对纳米金表面的DNA密度进行调控,并用凝胶电泳进行表征。实验结果表明,在纳米金表面, MCH能完全取代DNA,当MCH与纳米金的摩尔比达到2400:1后,纳米金发生凝聚,但MBA不能完全取代DNA;MBA和DNA的二元组装层能使纳米金在水溶液中稳定分散,另外,用DNA取代MBA的反应比用MBA取代DNA的反应更容易进行。基于配体交换调控纳米金表面DNA自组装为制备新型核酸纳米探针提供了一种新途径。最后对新型标记纳米粒子,聚苯胺-纳米金(PAn@AuNPs)的制备进行了初步研究,考察了反应试剂摩尔比和温度对PAn@AuNPs的影响。实验结果表明,当苯胺与氯金酸的摩尔比为3.0:1.0、反应温度为100℃时为最佳反应条件,这种新型复合纳米粒子可作为生物标记物,在DNA、蛋白质以及细胞标记领域有很广阔的应用前景。