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恶性肿瘤是当前严重影响人类健康、威胁人类生命的主要疾病之一,肿瘤早期诊断对于降低患者死亡率与改善治疗效果意义重大。近年来,DNA纳米技术的快速发展为探索新型的生物诊断方法提供了新的契机。在众多的生物传感器件中,核酸功能化的磁性纳米探针在保持磁性探针反应可控、易于富集的优势之外,兼具了核酸分子优异的生物分子识别能力和生物相容性,已广泛应用于生物诊断、细胞成像、药物递送等领域。在生物传感中,基于磁性材料构建的荧光探针不仅可以在一定程度上富集荧光信号,而且可通过磁场可控的条件选择性地检测目标,该性质对发展高灵敏性、高选择性、具有时空分辨性的诊断方法具有重要意义。本论文的研究工作基于功能性核酸修饰的磁纳米颗粒构建纳米荧光探针,实现了对血清样本以及活细胞内相关肿瘤标志物的高灵敏检测。具体的研究内容如下:1、基于DNA功能化磁珠及循环信号放大链置换反应(Circular Strand Displacement Amplification,CSDA)发展了一种新型的荧光扩增检测策略,实现了对胃癌标志物micro RNA-27a(mi RNA-27a)的高灵敏和快速检测。磁珠(Magnetic Beads,MB)优异的高比表面积和良好的分离富集特性,可以实现探针分子的富集和快速响应。当溶液中存在mi RNA-27a时将触发CSDA反应,将信号序列f-DNA从磁珠表面释放出来,通过快速磁分离之后的荧光测定实现mi RNA-27a的检测。实验结果表明基于CSDA传感器的线性范围宽(1 p M-1 n M)、灵敏度高,检测限为0.8 f M。比基于无扩增循环的链置换反应体系的检测限(79.3p M)降低了约两个数量级。该方法能够实现mi RNA-27a的快速、高灵敏检测,检测时间仅需45 min,表明这种生物传感器在生物诊断中具有较大的应用潜力。2、我们构建了基于磁场激活的酶促DNA步行器,应用于对细胞内源肿瘤标志物mi RNA-21的高灵敏检测及成像。该方法以远程且非入侵式的磁场激活方式传递对DNA步行器的驱动指令,可满足高时空分辨的RNA成像需求。在无磁活化的条件下,DNA步行器保持“未唤醒”的状态,细胞内呈现低荧光背景信号。细胞内源mi RNA-21的存在可触发DNAzyme介导的DNA步行器的高效行走,能够有效实现对目标肿瘤标志物的扩增检测。本策略可区分正常细胞与癌细胞中细胞内源mi RNA-21表达水平的差异,并可通过远程磁控成功实现对目标肿瘤标志物的定时检测成像。该策略为细胞内源RNA的可控成像提供了新的分析方法,在生物诊断领域具有广阔的应用前景。