Micro RNA是一类长约18-24 nt的内源性非编码RNA,是各种生理过程的重要调控开关。Micro RNA的异常表达与肿瘤的无限增殖、血管生产、免疫逃逸、侵袭、迁移和粘附密切相关,是新兴的肿瘤标志物。因此,micro RNA的快速精准检测对肿瘤疾病的早期诊断和病理分析具有重大的意义。与基于荧光染料或量子点的纳米探针相比,以稀土上转换纳米材料（UCNPs）为核心的micro RNA纳米探针具有背景荧光小、良好的生物相容性、光稳定性好、发射光谱可调节和大的反斯托克斯位移等优点,但检测灵敏度不足阻碍了其发展和应用。因此,高灵敏的micro RNA上转换荧光纳米探针的研制在肿瘤的早期诊断领域具有重要的应用价值。本论文致力于提高上转换纳米探针的检测灵敏度、实现UCNPs在肿瘤诊治中的应用,结合信号放大策略、纳米组装技术开展新型micro RNA上转换纳米探针的研制,并将其应用于micro RNA的检测和细胞内成像分析中,主要内容如下:1.基于卫星状UCNPs-Au NPs拆解的micro RNA纳米探针的研制设计了一种由核-壳-壳状上转换纳米粒子Na YF₄@Na YF₄:Yb,Er@Na YF₄（UCNPs）和金纳米粒子（Au NPs）组装得到的卫星状micro RNA纳米探针。由发夹H1和b DNA杂交形成锁状DNA（LLD）,能够作为连接分子,将Au NPs固定在UCNPs的表面,形成卫星状UCNPs-Au NPs纳米复合结构,导致UCNPs的荧光发射被Au NPs淬灭。此外,LLD能够特异性识别靶标mi R-21,并借助燃料发夹H2完成靶标mi R-21启动的循环反应。在发夹H2的辅助作用下,靶标mi R-21能够反复打开多个LLD,引发Au NPs从UCNPs表面脱落,从而产生高增益荧光信号。将开发的纳米探针用于mi R-21的检测,结果表明该方法的检测限低至0.76 f M,可以实现mi R-21的高灵敏检测。2.基于靶循环放大策略的双通道荧光探针在细胞内成像micro RNA将靶循环放大策略和双通道激发单色荧光相结合,设计了一种双荧光信号的micro RNA上转换纳米探针,可用于细胞内micro RNA的精准成像。由于非共价作用,由FAM-H1和HS-b DNA杂交得到的锁状DNA（FAM-LLD-SH）,通过非共价作用组装到PDA-UCNPs表面。之后,通过Au-S键的作用组装Au NPs,从而得到上转换纳米探针。由于荧光共振能量转移（FRET）,Au NPs能够淬灭UCNPs和FAM的绿色荧光发射。靶标mi R-21能够改变锁状DNA的结构,引发起Au NPs远离PDA-UCNPs表面。而发夹H2能够将靶标mi R-21替换出来,实现靶循环反应。于是,在488 nm和980 nm激光的激发下,FAM和上转换发光信号会得到显著恢复。该纳米探针能够显著增强micro RNA在细胞内的成像信号强度,并且可以根据成像结果直接辨别正常细胞和肿瘤细胞。3.基于比例荧光分析micro RNA以辅助光动力治疗定位的上转换纳米探针的研制结合UCNPs的近红外激发、Mn O₂纳米片的DNA负载能力和荧光淬灭能力,以及催发发夹自组装（HCR）的信号放大能力,构建了多功能上转换纳米探针。光敏剂Ce6修饰的介孔二氧化硅（m Si O₂）成功包裹在UCNPs表面。随后,在UCNPs@m Si O₂表面进一步包裹Mn O₂纳米片。包裹的Mn O₂纳米片能够吸附荧光染料修饰的发夹HP1和HP2。肿瘤细胞内的还原性环境能够促进Mn O₂发生降解,从而释放发夹HP1和HP2,可用于靶标mi R-21引发的HCR反应。在靶标mi R-21的触发下,HP1和HP2发生HCR反应形成长的DNA双链,拉近荧光基团FAM和TAMRA之间的距离,发生荧光共振能量转移。用488nm激光照射,随着靶标mi R-21浓度的增加,FAM的荧光信号降低而TAMRA的荧光信号增强,即相对荧光强度RFL(RFL=FL_TAMRA/FL_FAM)逐渐增加,可实现micro RNA的灵敏检测,并有望为光动力治疗提供定位指导。本论文基于信号放大技术开展了micro RNA上转换纳米探针的设计合成,以实现UCNPs在高灵敏度检测肿瘤相关核酸的应用为研究目标,以期在生物传感和成像等领域发挥积极作用。