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目前癌症是世界上最致命的人类疾病之一。当前,在世界范围内的所有癌症当中,乳腺癌是妇女当中被诊断最多的,大约占所有癌症的四分之一。而且随着全球经济的持续发展以及随着而来的西方生活方式的流行,发展中国家的乳腺癌发病率在持续上升。在医学临床研究中,不同阶段的乳腺癌有相应不同的临床表现和治疗方案。尽管目前已经有一些早期诊断方法,诸如乳房X射线放射造影、核磁共振成像等,然而在发展中国家,大部分的乳腺癌在发现时已经处于乳腺癌发展后期。这是因为这些传统的方法具有价格昂贵、检测设备依赖度较高、以及检查过程繁琐等缺点。因此开发一种简易并且快捷的乳腺癌检测手段对于提高乳腺癌患者的生存率是非常有意义的。所以利用乳腺癌细胞外分泌混合物建立的体外血清检测无疑是最好的方法。基于这种需要,我们尝试开发一种新型的乳腺癌检测方法,其主要依赖具有催化活性的单链脱氧核糖核苷酸分子(DNAzyme)或者称之为适配子。利用指数富集的配基系统进化技术(SELEX),这种催化DNA分子能够从一个DNA随机序列库中筛选得到,目前已经在很多领域有所应用。所以,在实验室,我们假定具有荧光催化能力的DNA分子能够检测由特殊癌症细胞所产生的胞外分泌混合物,进而其能够被开发为癌症早期检测的探针。我们决定选用的具有荧光催化能力的探针是基于能对RNA切割并产生荧光信号的催化DNA。该种DNA分子在其嵌入了一个单独的RNA残基,并且在该残基的两端分别修饰了一个荧光分子集团和一个淬灭分子集团。这些巧妙的结构特征的设计目的是:在同一条链上的DNAzyme催化切割断自身的RNA残基后,能够释放出强烈的荧光信号。最终,我们开发出了具有RNA剪切功能的催化DNA分子——LYF5,该催化DNA分子能够特异地识别人类乳腺癌细胞T47D的胞外培养液,在体外,其荧光检测信号最低能检测500个细胞每毫升T47D培养浓度。经过DNA一级序列和二级结构优化后,第二代的荧光探针分子(2G-LYF5)是第一代探针LYF5的催化活性的约两倍。此外,我们还发现第二代荧光分子的二级发卡结构在其催化切割功能中发挥了决定性的作用。因此,该分子将有希望开发为临床上作为乳腺癌早期诊断的探针。