Micro RNAs(mi RNAs)是一组短片段的内源性非编码RNA,可与m RNAs的3′端非翻译区结合,调节靶基因在细胞增殖、分化和肿瘤病变中的表达。近年来,mi RNAs已成为早期诊断包括癌症在内的疾病的新的生物标志物。然而,对于小分子RNA的检测,它们的小尺寸、高序列相似性、低丰度和难以从细胞中提取都给分析带来了很大的挑战。近年来,由于荧光传感器所具有的固有优点,在核酸检测方面取得了相当大的进展,这些优点包括操作简单、灵敏度高、成像性能好等。本文研究结合了多种核酸分子探针和新型量子点材料,并设计了基于目标多重循环放大策略构建的荧光生物传感器,实现对mi RNAs核酸分子的高灵敏度的检测。本文主要研究了以下几个方面:1.本工作巧妙地设计了两个含有切刻内切酶位点的茎环结构,实现了基于酶辅助靶标多重循环扩增过程,该过程利用双循环驱动为基础的ds DNA纳米结构诱导两个连续扩增的阶段,目标刺激再生,并导致大量的单链DNA积累,从而实现放大信号。同时,合成了功能化和制备容易,制备粒径小,生物相容性好,细胞毒性低,稳定性好的羧基碳量子点(c CQD)。利用荧光探针(FAM-probe)作为信号探针,羧基碳量子点(c CQD)作为荧光淬灭器,当荧光标记的单链DNA探针FAM-probe被吸附在羧基碳量子点(c CQD)上时,导致荧光淬灭。然而,当荧光探针(FAM-probe)与其互补的单链DNA进行杂交形成双链DNA时,ds DNA与羧基碳量子点(c CQD)的相互作用非常弱,使ds DNA远离羧基碳量子点(c CQD)表面,导致荧光恢复,实现对Mi RNA-34的高灵敏检测。2.本工作基于靶标在酶的催化作用下循环放大策略,并利用循环产物和聚合酶通过两种茎环结构HAPs成功构建了DNA纳米网状组装结构。首先制备出循环剪切模板(DNA-1/DNA-2),然后靶标与未杂交的模板单链杂交互补,紧接着靶标在聚合酶的作用下沿着模板聚合延伸,将DNA-2置换下来,与此同时,切刻酶对形成的酶切位点进行剪切,切口的3′端在聚合酶的作用下继续延伸,从而又将DNA-2置换下来,此过程循环往复,最终使得DNA-2大量积累。循环产物DNA-2首先打开茎环结构HAP1,从而进一步打开茎环HAP2并在聚合酶的作用下延伸,被打开的HAP2继续通过与HAP1互补的片段将HAP1打开,故通过HAPs的杂交过程,组装形成了DNA纳米网状结构。通过检测嵌入该网状结构双链DNA中荧光染料的信号,实现对目标Micro RNA的灵敏检测。其检测限达到5.4 f M。核酸纳米组装会在生物传感器和功能化的纳米生物材料的构建中有着广泛的应用。3.本研究设计一种基于靶标交叉链位移循环放大策略并利用光诱导电子转移距离依赖性检测Micro RNA的荧光生物传感平台。本实验巧妙地设计DNA交叉结构,将酶切位点首先保护起来,在引物、聚合酶与切刻酶的催化下基于DNA交叉配置的靶循环和链置换扩增反应,可以在输入单个靶标mi RNA后通过循环扩增转化输出大量扩增产物ss DNA(S1和S2)。基于Ag与碱基胞嘧啶(C)的高度亲和力,分别采用富含胞嘧啶(C)的单链DNA序列来合成荧光DNA/Ag NCs和富含鸟嘌呤(G)的单链DNA序列来合成G-四链体复合物,分别用作后续PET过程的电子受体和供体。扩增产物S1、S2将分别与柔性COM1、COM2部分杂交,通过形成刚性的双链DNA来抑制PET过程,相应淬灭的荧光得以恢复。基于mi RNA-182-5p的扩增产物能特异性地引起荧光信号的变化,并随着其浓度的增加,荧光信号的变化增大,因此,所提出的该荧光生物传感器可应用于mi RNA-182-5p的定量测定。该荧光传感系统在mi RNAs相关疾病的早期临床诊断方面具有巨大的潜力。