荧光探针技术由于操作简单,成本低及检测快速等优点,在各类核酸目标物的检测中应用。然而,待测目标物的含量往往很低,需要通过扩增技术,以实现高灵敏的测定。信号放大扩增策略通过分子扩增技术,可以用来检测酶活性、核酸和单碱基错配等多种物质,而DNA链置换反应就是信号放大的新机理之一。碱基错配的特异性识别,为疾病的诊断及治疗提供了重要的依据,若能够开发出对单个碱基错配具有特异性识别的探针,那将对医学界的疾病诊断提供一定的帮助。在本论文中,我们利用协同反应设计了一种信号放大的DNA链置换开关,构建了DNA碱基错配识别的探针,用于寡核苷酸和单碱基错配的识别。通过荧光和聚丙烯酰胺凝胶电泳验证了该探针的可行性与重现性。具体研究内容如下:(1)基于双目标响应的DNA链置换开关的研究:本章节利用协同反应,设计了一种基于双目标响应的DNA链置换开关。其原理是两条低浓度且序列不同的目标链,共同作用于探针的两端支点;然后发生协同杂交链置换反应,并释放出下一步链置换反应的支点域。通过荧光和凝胶电泳的表征手段,验证了该方法具有良好的可行性与重现性。我们对寡核苷酸不同支点长度的调节,验证了协同反应的可调控性,并表现出不同的协同性,也可用于其他传感器或分子器件的构建。另外,我们还对双目标驱动的信号循环放大策略进行了系统研究,得到单边信号循环放大策略。通过实时荧光测试、凝胶电泳及荧光检测实验对其进行了验证,证明了该传感器的可用性及有效性。基于双目标响应的DNA链置换开关具有低浓度、低成本、快速及操作简单的特性,在疾病诊断方面具有潜在的应用前景。(2)基于双目标响应的DNA碱基错配的研究:在本章节中,我们在协同杂交的基础上,设计了一种基于双目标响应的DNA碱基错配识别的探针。其原理是互补目标链作用于探针的两端支点,触发链置换反应,将猝灭链置换下来。本章节采用不同的实验方法,对探针的性能进行了详细表征。通过凝胶电泳和荧光测试,对荧光链与猝灭链的浓度比进行了优化选择,得到探针的最优比例为1/1.5。该探针对9种碱基错配目标链的识别,证实了探针与互补目标链的响应效果最好,而其他DNA碱基错配的目标链响应较弱。该探针对靶标具有良好的特异性识别能力,为相似度较高的核酸靶标分析提供了一种检测手段。