随着当今社会患肿瘤癌症的人群比例日益增加,肿瘤的早期诊断成为一个重要的研究热点。提早发现早期肿瘤并及时治疗是解决癌症问题的良方之一。精准靶向肿瘤细胞、并对肿瘤标志物因子的超灵敏特异性检测,可以有效的发现早期肿瘤和精准治疗,在精准医疗拥有巨大的科研潜力和广阔的临床应用前景。DNA纳米探针利用各种性能优良的纳米材料,通过功能化修饰,结合特定设计的核酸序列结构,利用核酸互补杂交的特性、稳定的刚性结构和扩展性,可以构建的程序化执行一系列特定的反应的诊疗平台。DNA纳米探针具有良好的生物相容性,对其功能化,实现肿瘤的精准靶向与富集一直是研究优化的重点方向。MicroRNAs（miRNA）是细胞内参与调控信使RNA（mRNA）进而影响细胞的生理活动的一类尺寸小、丰度低的核酸调控分子,常常作为肿瘤等疾病标志物来判断病情。构建DNA纳米探针,基于其优良的信号放大效率,可以实现肿瘤标志物因子miRNA高灵敏检测。DNA纳米探针在检测同时能对miRNA进行调控,进而调节细胞内miRNA的表达水平而实现治疗的目的。构建基于DNA纳米探针的miRNA诊疗体系在精准医疗领域极具前景。DNA纳米探针中核酸信号放大技术可以实现对低丰度标志物的检测,但是越高灵敏度的放大系统,通常碱基错配等因素产生的噪声背景信号越强。如何使得信号放大系统具有高效的检测特异性、低的背景信号是研究者所关注热点之一。对于以上三种可优化的方向,我们设计了三种用于肿瘤诊疗的DNA纳米探针,主要内容如下:1.利用同源的细胞膜优化DNA纳米探针的靶向性和细胞摄入能力。系统地研究了不同肿瘤细胞MCF-7、A549的细胞膜包裹DNA纳米探针与细胞膜同源肿瘤细胞富集与摄入能力。证实肿瘤细胞膜包裹提升DNA纳米探针的同源细胞摄入率,减少了正常细胞的损伤,进而提升了 DNA纳米探针的检测和治疗的效果。细胞膜包裹DNA纳米探针是一种极具潜力的纳米诊疗策略。2.构建了 DNA walker的miRNA诊疗体系。通过DNA walker优化设计,构建多重信号放大miRNA检测体系。DNA walker能与目标miRNA-155发生催化发卡自组装反应（Catalyzed hairpin assembly）,同时释放二级信号放大引发催化链。引发链进一步启动二级信号放大,实现超灵敏检测微量肿瘤标志物miRNA-155。此体系灵敏度和检测限显著优于一般的信号放大体系。DNA walker在多重放大检测miRNA-155的同时,利用其循环反应释放大量预先负载在DNA walker上的促进细胞凋亡的miRNA-34,达到调控肿瘤细胞中miRNA-34的水平,从而达到抑制其细胞活性和促进凋亡的目的。3.通过竞争取代设计和肽核酸（Peptide nucleic acid）修饰,构建了高特异和高灵敏的ctDNA检测系统。PNA是一类以多肽骨架取代糖磷酸主链的DNA类似物,利用PNA高特异性的识别能力,结合竞争性取代探针,设计了一种能高特异性区分肿瘤标志物原生ctDNA与突变ctDNA的高特异性的单核苷酸信号连置换放大检测系统。对优化DNA纳米机器放大检测系统的特异性以及减少噪声背景信号提供了参考。