端粒是一种重要的生物结构,它存在于染色体的末端并且保护染色体内的生命遗传信息。但是生物体内DNA复制的缺陷导致端粒的长度随着细胞分裂次数的增加而缩短。端粒缩短到一定长度时会造成染色体之间的融合以及遗传信息的损坏,从而造成细胞的死亡。端粒酶是一种负责延长端粒的特别聚合酶,它可以把DNA复制损失的端粒长度填补起来,可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗,使得细胞分裂的次数增加。端粒酶存在于所有的细胞中,在正常的细胞中端粒酶活性会受到抑制并未对端粒产生保护作用。但在肿瘤细胞中,抑制作用会被减弱,从而造成细胞的无限增殖且不会凋亡。因此,正常体细胞与肿瘤细胞之间不同的端粒酶活性可以作为肿瘤标志物以及潜在的化疗靶点。端粒重复序列放大的方案(TARP)是目前最传统的端粒酶活性检测方法。该方法利用一个合成的非端粒重复DNA序列作为引物;然后,引物在端粒酶的作用下不断地延伸;最后,用聚合酶链式反应(PCR)放大延伸的产物并且通过凝胶电泳方法进行检测。但是,该方法存在着方法检测范围小且受裂解液影响较大等缺点局限其应用。本论文利用球形核酸结构(SNA)构建二种端粒酶活性检测方法。1.我们设计一种可以检测端粒酶活性的SNA结构的荧光探针。并使用该探针进行载药并用于癌细胞治疗。这种SNA结构的探针是由一个13 nm的纳米金(AuNP)作为核心部分和二种DNA(Sgc8c适配体和检测端粒酶活性的DNA探针)构成的壳。Sgc8c适配体主要识别细胞膜上的酪氨酸蛋白激酶7(PTK7蛋白),从而对癌细胞具有特异性识别作用。我们选择子宫颈癌细胞(HeLa细胞)作为研究对象(该细胞表面具有PTK7蛋白)。我们利用该探针对其内的端粒酶活性进行体外检测。检测范围为38到50000个HeLa细胞的端粒酶活性。同时,该探针能够在HeLa体内区分出不同端粒酶活性。我们所设计的DNA序列可以负载抗癌药物阿霉素(DOX),在进行端粒酶检测的同时,将DOX释放到细胞内部,有效的杀死癌细胞。2.银纳米簇(AgNC)作为新型的荧光材料应用范围广并且性质稳定。并且,其具备独特的荧光增强机制。其荧光增强的机制为富含鸟嘌呤的序列与AgNC/DNA接近或者杂交都能够大幅度地提高AgNC荧光强度。于是,将磁珠的SNA结构与AgNC的荧光增强机制结合在一起检测端粒酶活性。首先,将端粒酶引物修饰在表面羧基化的磁珠形成磁珠与DNA的SNA结构。在端粒酶和dNTPs的作用下,SNA表面的TSP不断地延伸出端粒重复片段(TTAGGG)n。加入S1与延伸后的SNA进行杂交。磁分离去除未连接的S1 DNA。随后,向上述反应体系中加入过量的AgNC模板链,让其取代杂交在端粒重复片段上的S1 DNA。之后,进行磁分离取得上清液合成AgNC。最后,通过荧光仪进行检测分析。实验中,首先,我们证明该实验中的DNA序列合成的AgNC与富含鸟嘌呤结构的S1之间具备荧光增强效应。然后,我们分别优化了以AgNC-DNA为模板合成AgNC的合成时间、合成温度和合成比例。并且,我们对最优的条件下合成的AgNC进行荧光性质分析。最后,我们探究该方案的可行性。