研究表明,恶性疾病密切相关的生物活性分子主要通过表观遗传或转录等层面调控致病基因的表达。临床液体样品（尿样、血浆或细胞裂解液）中与恶性疾病相关的生物活性分子（微小RNA和DNA修复酶活性）的灵敏检测,对于研究疾病的发生机理、预防及药效监控有重要意义。然而这些物质在临床液体样品中丰度极低,经典探针检测灵敏度不够,如何开发高灵敏和高特异性的功能探针,是生物活性分子检测面临的瓶颈问题。DNA纳米编码技术及DNA自身的物理化学性质为新型功能探针的设计提供了新思路。其中,基于DNA分子编码技术的多功能核酸探针,拥有精准的碱基配对特性、优异的可寻址能力和携带多种功能单元的优势,利于灵活设计信号转导和信号输出模式,在提升生物系统的亲和力和信号输出强度方面展现出极大潜力。传统的DNA分子编码核酸探针对目标分子检测主要依赖碱基配对特性,单一识别模式容错率低;而且探针结构单一,在复杂的生物基底中易被降解导致信号泄露和高背景,限制了其在生命分析领域的应用。因此,如何发展特异性强、灵敏度高和结构稳定的新型DNA分子编码核酸纳米探针,以实现其在复杂生物基质中的高信号输出,是科研工作者们现阶段亟待解决的问题。鉴于上述局限性和挑战,我们开发了一系列新型DNA分子编码的核酸功能探针,用于与恶性疾病密切相关的微小RNA（microRNA,miRNA）和DNA修复酶活性（T4多聚核苷酸激酶,T4 PNK）的灵敏检测。主要包括以下两个部分:（1）基于双链特异性核酸酶介导的串联扩增电路“发光G-四链体纳米串”用于microRNA免标记特异性检测。以miRNA为生物活性分子模型,将上游RCA产生的长DNA与miRNA的反义序列设计在一起,作为编码基元。基元探针在识别miRNA后,产生的DNA-RNA被DSN特异性消化并触发下游双向RCA,生成大量G-四链体DNA长链,利用锌卟啉嵌入到G-四链体后荧光增强的特性,实现miRNA灵敏的免标记荧光检测。与目前报道的基于双链DNA（dsDNA）或发夹式DNA分子探针的方法相比,该策略具有独特的特点:（ⅰ）大量“G-四链体纳米串信号输出元件”与多分子标记染料锌卟啉的协同扩增耦合,可保证提高miRNA检测的灵敏度;（ⅱ）双识别模式能够识别错配的目标序列,保证了特异性的提高;（ⅲ）“发光G-四链体纳米串”结构稳定性强,在细胞裂解中对miRNA检测得到了满意的回收率,表明所构筑的DNA编码核酸纳米探针具有在实际的生物样品中测定的潜力。（2）DNA分子编码纳米金棒/球构筑拉曼信号塔用于T4 PNK的灵敏检测。以T4 PNK作为生物活性分子模型,首先,以金纳米棒表面的RCA反应得到的核酸长链DNA长链为基础编码单元,凭借其丰富的碱基位点作为核酸功能单体的化学挂钩,将末端分别标记巯基和荧光染料Cy3的DNA短链铆定在RCA-DNA长链上,形成多重的双链片段。接着加入的金纳米球颗粒与巯基形成的稳定牢固的Au-S化学键,大量金纳米球和拉曼标签Cy3沿着RCA的双链片段紧密排布,形成“无线信号塔”式的纳米探针。本文中,金纳米棒充当“信号塔”的底座,携带Cy3的RCA长链充当“天线”,得益于RCA长链的丰富的SH位点,大量的金纳米球颗粒被栓在“天线”,局部形成高密度的拉曼热点。该策略提供了一种利用RCA长链编码多重纳米颗粒增拉曼信号的新策略,有望应用于其他的生物活性分子的检测体系,为临床的早期诊断提供技术支持。