癌症仍然是当今社会人类难以解决的一大难题,癌症的预防与抑制对它的治疗有着十分重要的意义。但现在对肿瘤标志物进行简单、快速、灵敏的检测在医学诊断中仍旧很难实现,迫切需要发展信号放大技术来实现对肿瘤标志物的灵敏检测。本研究主要采用了电化学分析和光电化学分析的方法,利用循环放大、比率电化学、增强效应等放大技术结合功能性纳米材料实现对T4PNK、端粒酶及DNA的高灵敏性、高选择性的检测。主要的研究内容包括以下三个方面:(1)基于循环放大效应,结合DNA功能化金属有机框架物,构建了灵敏检测T4PNK的电化学传感系统。通过水热合成法制备出具有模拟酶功能的铁卟啉金属有机框架物,通过巯基化与金纳米颗粒相连接,利用Au-S键将DNA修饰在金属有机框架物表面,形成DNA功能化金属有机框架物。另一方面,当目标物T4PNK存在时,发卡探针5’末端磷酸化,形成了外切酶的识别位点。在外切酶的作用下被剪切成一条单链,产生的此单链与金电极表面上固定的发卡部分杂交互补并形成内切酶特异性剪切位点,剪切后电极表面探针由发卡变为单链。随后,释放出来的单链与固定在电极表面的其他发卡探针结合,进一步剪切识别,形成循环放大。因此,电极表面上形成了大量单链DNA,其与金属有机框架物上的DNA互补使得金属有机框架物固定在金电极上,通过催化底物电流信号的变化,实现对T4PNK的检测。该方法具有优良的选择性、广泛的适用性、选择性强、操作简便,在生物检测方面具有潜在的应用价值。(2)基于量子点复合材料构建比率型电化学传感器用于检测端粒酶。首先,将DNA1修饰在磁珠上,DNA2修饰到量子点表面。其次,DNA1与DNA2分别与端粒酶引物链O1DNA部分杂交互补。在端粒酶引物链的作用下,修饰了DNA1的磁珠与修饰了DNA2的量子点相互链接。当端粒酶存在时,引物链生长形成发卡结构,使得CuS量子点释放到溶液中,再通过ExoΙ剪切酶消化掉硫化铜量子点上连接的DNA2,得到纯净的硫化铜量子点。另一方面,将二茂铁(Fc)和亚甲基蓝(MB)同时标记的双链DNA,设计铜离子的辅酶结构,通过Au-S键自组装到电极表面,当硫化铜量子点存在时,辅酶结构会被剪切断开,Fc由远离电极一端变为靠近电极表面,使正电流信号增强,而近邻电极表面的亚甲基蓝所在DNA片段会被剪切掉,负电流信号减弱,进而实现对端粒酶的检测。该方法可以用于实际样品检测,如海拉细胞等,具有潜在的应用前景。(3)基于高效光敏材料增强效应与四面体DNA树枝状大分子相结合,构建了灵敏检测DNA的光致电传感体系。具有光电信号的硒化镉金属有机框架物修饰于ITO电极上作为基底,固载发夹DNA,在目标DNA的作用下发卡DNA构型改变,形成链霉亲和素适体结构。将亚甲基蓝嵌入到最外端为生物素的四面体DNA树枝状大分子中,在链霉亲和素与生物素的作用下,将带有亚甲基蓝的四面体DNA树枝状大分子结合到金属有机框架物表面,利用光电信号的变化来检测目标DNA。