恶性肿瘤对人类的生命健康产生了越来越严重的威胁，无论是发病率还是死亡率都表现出逐年上升的趋势。因此恶性肿瘤的筛查以及早期诊断在指导临床精准治疗，监测并改善预后等方面都具有重要意义。外泌体是来源于细胞的囊泡，大小是纳米级的，但是含有大量的生物活性物质，包括蛋白质、核酸和脂质，在肿瘤的发生、发展中发挥着重要的作用。外泌体中具有多种miRNA(Exo-miR)，Exo-miR作为一类蕴含丰富遗传信息的生物分子，与肺癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等多种死亡率高的恶性肿瘤以及结直肠癌、肝癌、胰腺癌、胆管癌等临床常见肿瘤的发生发展及预后关系密切。近年来的研究显示，Exo-miR在肿瘤的早期诊断、临床分型及预后评估中具有重要意义，是一类极具潜力的肿瘤分子标志物。
　　由于细胞来源的Exo-miR含量很低以及各种复杂基质的干扰，因此，建立灵敏、特异及快速的检测方法仍然是Exo-miR基础研究及临床应用中面临的重要课题。本研究设计构建了一种基于四面体DNA纳米结构标记的超灵敏检测Exo-miRs的电化学(eTDN)传感器。通过使用“测试前组装”策略，相对于基于表面的杂交，目标Exo-miR和自组装TDN探针在同质溶液中具有高效识别能力。TDN-miR复合物可通过碱基堆积效应进一步特异性桥接，以形成具有表面限制的捕获序列的稳定三明治结构。复合物中的带负电荷的结构可以吸附电活性分子RuHex，RuHex产生的氧化还原电荷可定量反映电极表面吸附的核酸量，从而实现定量的电化学检测。TDN的固有增压可以通过化学计量吸附大量电活性分子，从而极大地提高检测灵敏度，特别是通过使用电子中性肽核酸而非DNA探针来使背景信号最小化。构建的eTDN传感器灵敏度高(34 aM)，特异性好。对血液中无结合以及非酶促的Exo-miR检测非常适用。初步临床应用显示，乳腺癌患者血液中Exo-miR21含量显著高于健康对照组。