恶性肿瘤是严重危害人类健康的重大疾病之一，目前已成为人类死亡的主要原因，随着人类生存环境的恶化，其发病率呈逐年上升的趋势。肿瘤的早期发现和诊断对其预防和治疗至关重要，研究表明若能早期发现并及时治疗，可大大提高肿瘤的治愈率。为了实现癌症的早期诊断，大量的研究集中在细胞水平上利用基因的异常表达来识别癌细胞。肿瘤mRNA作为一种特异性的标志物，被广泛用来评估癌细胞的转移或者评定癌细胞否进入了血液循环之中。细胞内肿瘤mRNA表达水平的变化与肿瘤的恶化程度或转移进程密切相关，通过相互关联细胞间肿瘤mRNA标志物的检测，可以为临床诊断癌症提供新的工具。荧光成像方法可以在细胞层面实现无损、高灵敏度的分析，因此具有广泛的应用前景。目前许多荧光探针已经被设计和合成用于检测和成像肿瘤细胞中的mRNA，但大多数研究集中在单一mRNA的检测，这可能会产生“假阳性”信号，因为癌症发展过程中与多种肿瘤mRNA相关，另外某些肿瘤mRNA会在正常细胞或组织中表达。由于单一的检测可能会造成“假阳性”的结果，使得临床诊断中误诊的可能性增加，这极大地限制了细胞内mRNA检测和成像的发展。基于上述原因，本文提出了活细胞内多种肿瘤标志物同时测定的研究策略，其优势在于同时检测多种肿瘤标志物mRNA，避免“假阳性”结果。本文综述了纳米金在生命科学中的研究应用及多组分检测的纳米探针在癌症诊断和治疗中的研究现状及发展趋势。在此基础上，分别开展了以下两方面的工作：1、基于纳米火焰设计了一种多色荧光探针实现了细胞内多种mRNA肿瘤标志物的同时检测和成像。探针的设计原理为DNA探针在金纳米球外通过金-硫键功能化修饰待检测的mRNA的特异性识别序列，而与其互补的修饰荧光染料的短链DNA通过与特异性识别部分杂交，使染料靠近金球表面，导致荧光染料的荧光被金猝灭。通过连接三种不同的mRNA对应的的三段特异性识别序列，及分别在对应短链上修饰三种不同的荧光染料，该探针便可以实现同时对三种肿瘤mRNA（c-myc, TK1和GalNAc-T）进行检测。该探针有非常好的特异性，核酸酶稳定性以及优异的生物相容性。另外，本文设计的探针成功实现了在人乳腺癌细胞MCF-7、人正常乳腺细胞MCF-10A和人肝癌细胞HepG2、人正常肝细胞HL-7702两组活细胞内的荧光成像，并能有效地区分癌细胞和正常细胞，以及评估肿瘤mRNA在细胞中的表达水平。相比较传统的单一mRNA检测，该方法可以为癌症诊断提供全面而可靠的信息，并有效避免“假阳性”的结果，从而提高癌症早期诊断的准确性。2、量子点具有宽激发、窄发射、高量子产率及光稳定性好的特点，可实现在同一激发波长下发射不同信号，对于多组分检测具有重大意义。本文利用不同发射的绿、黄、红三种颜色的CdTe量子点，将其标记在不同mRNA分子信标的末端，当量子点结合在纳米金球表面时荧光被猝灭，而遇到靶链分子后，分子信标的茎环结构被打开，量子点被猝灭的荧光信号得到恢复。该策略结合分子信标检测快速、特异性好的特点，并充分发挥量子点量子产率高和光稳定好的优势，可实现活细胞中多种mRNA在同一激发波长下的同时检测，对实现活细胞乃至深组织及活体的检测成像具有重要的探索意义。