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RNA,一种核糖核酸分子,与细胞各种生命活动密切相关,特别是某些具有肿瘤特异性的RNA,其含量变化往往直接反映肿瘤发生,发展,转移等过程。因而作为一种新型肿瘤标志物在肿瘤研究领域受到越来越多的关注和重视,它不仅能作为肿瘤诊断和预后的生物标志物,还能成为肿瘤药物设计的靶点。传统的检测RNA肿瘤标志物的方法普遍操作复杂且检测能力较差、易污染样品而导致检测失真或需要放射性标记等。电化学生物传感技术以其灵敏度高、易于微型化、成本低廉、特异性强以及能在复杂样中检测等特点,在RNA肿瘤标志物检测中具有巨大的优势。此外,利用介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)可装载电信号分子和靶标响应性释放可有效降低检测体系的背景信号的特点,同时结合级联信号放大技术,对进一步提高RNA肿瘤标记物的检测的灵敏度和特异性具有巨大的帮助。基于此,在大量查阅文献的基础上,围绕RNA的电化学检测研究,拟开展以下两个方面的研究工作:一、基于λ-核酸外切酶与杂交链式反应的级联放大构建的低背景电化学传感体系用于mRNA的高灵敏检测利用靶标激活MSNs电活性物质释放,结合λ-核酸外切酶循环放大与杂交链式反应(HCR)的级联信号放大技术,构建了一种低背景高灵敏的电化学mRNA传感体系。在这个传感体系中,与靶标mRNA完全互补的5’磷酸化末端DNA链(cDNA)通过在MSNs表面与触发链(trigger DNA),锚定链(anchor DNA)杂交,形成双链门控分子将电信号分子亚甲基蓝(MB)封堵在介孔中。靶标存在时,将cDNA从MSNs表面竞争下来,释放触发链,打开介孔。被释放的trigger DNA与捕获探针(SH-CP)杂交并在电极表面诱发H1与H2发生HCR。与此同时,从介孔中释放的MB可以嵌入HCR形成的长的双链聚合物中,产生强烈的电化学信号。另外,由于λ-核酸外切酶辅助的靶标循环,导致大量的trigger DNA与MB释放,进一步提高信号响应。得益于放大效率高、免标记和低背景的优势,该传感策略能定量检测靶标胸苷激酶mRNA(TK1 mRNA),检测限达到2.0 aM,线性检测范围从0.1 fM到1 pM。该传感体系为高灵敏检测肿瘤标志物提供了新的契机,并在医学诊断领域有潜在应用价值。二、基于催化发夹自组装与杂交链式反应的级联放大构建的免酶低背景电化学传感体系用于miRNA的高灵敏检测利用靶标驱动MSNs中电活性物质释放,结合催化发夹自组装(CHA)和杂交链式反应(HCR)的级联信号放大策略,构建一种免酶、低背景、高灵敏的电化学RNA传感体系用于miRNA的检测。在该传感体系中,探针H1与锚定链(anchor DNA)杂交,形成发夹型DNA门控分子并将MB封堵在介孔二氧化硅纳米颗粒的孔道中。当miRNA存在时,发夹探针H1通过与miRNA杂交导致发夹构型被打开形成直链并脱离介孔表面,MB从介孔中释放。直链型H1会与另一条发夹探针H2杂交并将靶标miRNA竞争下来,靶标会再次结合H1,如此循环形成CHA反应。CHA产物与捕获探针(SH-CP)杂交固定在电极表面,随着介孔中释放的MB嵌入,产生电信号。CHA产物作为触发链可诱导H3与H4发生HCR,HCR形成的长链聚合物为MB提供更多的附着位点,可产生更强的电信号。得益于高的放大效率、免酶与低背景的优势,该传感策略可用于定量检测模式靶标miRNA 21,检测限达到36 aM,线性检测区间为0.1 fM到2 pM。同时,由于解除了酶促反应对温度,特点离子浓度的限制,该传感方法在实际样品检测中有更好的适用性,有望用于医学诊断与肿瘤细胞增殖的预警。