癌症的发病率呈逐年上升的趋势,对于癌症的诊断和治疗是研究者一直以来致力于攻克的难题。miRNA在癌症发展中起着重要作用,其异常表达与癌症的发生发展密切相关,并在不同类型的癌症中发挥着不同作用,可作为致癌或抑癌基因调控癌症的发展。对miRNA进行调控可以诱导癌细胞走向凋亡,从而达到治疗的效果。细胞凋亡是细胞程序性死亡,在评估药物疗效方面发挥着指导性作用。以miRNA为靶点的癌症精准治疗逐渐受到广大研究者的青睐,成为当前精准治疗领域的研究热点。因此,对癌细胞内的miRNA和细胞凋亡进行同时检测,实时原位监测miRNA表达的变化对细胞凋亡的影响,对实现以miRNA为基础的靶向治疗以及抗癌药物评估具有现实的临床意义。传统的对miRNA和细胞凋亡的检测都是基于分子生物水平,这些检测方法都需要将细胞固定、裂解,是在死细胞水平上进行的检测,无法直观的监测miRNA对细胞凋亡的调控。因此,发展有效的能在活细胞水平上对miRNA和细胞凋亡进行检测的方法,有助于了解和观察miRNA表达变化对细胞凋亡的影响,对于研究以miRNA为靶点的癌症精准治疗和药物评估具有实用价值。近年来,随着纳米技术的持续研究和发展,荧光纳米探针在分析化学、生物学和医学领域得到普遍的应用。其中,金纳米颗粒、聚多巴胺、氧化石墨烯三种纳米材料因其独特的光学性质、优良的生物亲和力等优势,在生物分子检测、细胞成像、癌症检测诊断方面受到了极大的关注。但据我们了解,目前以荧光纳米探针成像手段检测miRNA或细胞凋亡的方法只能对其中之一进行单一检测,几乎没有对两者进行同时检测的报道,因而无法直接的观察miRNA表达量的变化对细胞凋亡的影响。为了更深刻的了解miRNA在癌症发展过程中发挥的作用机制及miRNA对细胞凋亡的调控机制、更有效的实现以miRNA为靶点的精准治疗、更准确的评估抗癌药物疗效,需要发展一种荧光纳米成像技术用于在活细胞内同时检测miRNA和细胞凋亡,实时原位监测活细胞内miRNA表达量变化对细胞凋亡的影响。本文基于与癌症发展相关的miRNA以及与细胞凋亡相关的凋亡蛋白等生物分子,分别利用金纳米颗粒（Au NPs）、聚多巴胺（PDA）、氧化石墨烯（GO）、寡核苷酸链和肽链,设计合成了两种新型复合荧光纳米探针,用于同时检测活细胞中miRNA和凋亡蛋白,并成功的实现了实时监测miRNA对细胞凋亡的调控。首先,我们以金纳米颗粒为核,聚多巴胺为壳,设计了一种聚多巴胺包裹金纳米颗粒的复合纳米探针（Au@PDA）,并在聚多巴胺表面分步修饰了标记有不同荧光染料的DNA链和肽链,分别靶向癌细胞中的miRNA-21和凋亡蛋白caspase-3。由于Au NPs和PDA具有高效的荧光猝灭作用,DNA链和肽链上的荧光被有效猝灭。当探针进入癌细胞后,遇到相应的靶标miRNA-21和caspase-3时,miRNA-21与DNA链结合形成双链结构,肽链被caspase-3特异性裂解,荧光团远离探针,荧光恢复。该探针能够在活细胞水平上同时对miRNA和凋亡蛋白进行检测,提供了一种简单、无创、可视化的方式实时原位监测miRNA对细胞凋亡的调控,对进一步研究miRNA的靶向治疗提供了参考价值。我们进一步了解到,分子信标（MB）在识别单个不匹配碱基方面与DNA单链相比具有更高的特异性和选择性。为了提高纳米探针靶向miRNA的特异性,我们选择分子信标为检测单元。此外,GO作为一种新型的二维碳基材料,具有更大的比表面积,可以负载更多的检测单元。因此,我们设计了一种新型复合纳米荧光探针,用GO负载不同荧光染料标记的MB和肽链。GO能有效猝灭MB和肽链上的荧光。当遇到癌症标志物miRNA-221和凋亡蛋白caspase-3时,MB与miRNA-221特异性形成双链,caspase-3特异性裂解肽链,使荧光得到恢复。我们所设计的这种探针不仅实现了在活细胞中对miRNA和凋亡蛋白的同时检测,还提高了检测的特异性,使检测结果更准确、有效,为miRNA的靶向研究和药物疗效的评估提供了更有力的支持。