肿瘤标志物是指在肿瘤细胞中特征存在或由其产生并在宿主体液中释放的生物活性物质,其产生和变化与癌症的发病和发展密切相关,可以通过生物学,免疫学和化学等方法进行检测。MicroRNA（miRNA）是一系列包含22个碱基左右的非编码小分子RNA,可以通过抑制靶基因的翻译参与调控基因表达,并对细胞和个体的生命活动产生重要影响。已经有大量研究证实一些miRNA具有致癌或抑癌的功能,在肿瘤的产生和转移等疾病过程中发挥重要作用,因此,开发针对miRNA的高灵敏度和准确度的检测方法对肿瘤临床确诊和医治具有重要意义。球形核酸是一种在纳米材料表面连接大量核酸并使其向外呈放射状分布的新型纳米材料。与单纯的核酸探针相比,球形核酸探针可以直接穿过细胞膜且不需要转染剂辅助,同时具有很强的抗核酸酶水解能力。金纳米粒子（AuNPs）生物相容性好,毒性低,同时对荧光素的猝灭效果良好。修饰巯基的核酸通过Au-S键修饰在AuNPs表面后不易脱落,且与其他核酸杂交时具有更高的特异性和结合能力,并能显著提高AuNPs的抗盐能力和稳定性。这些优势使得以AuNPs为核心的球形核酸探针在生物标志物的检测当中具有低背景,高灵敏度和高选择性。DNAzyme是一系列具有结构识别能力和高催化效率的特殊DNA序列,能够识别特定的DNA或RNA序列并对其进行切割。DNAzyme由催化部分和结合部分组成,结合部分采用碱基互补配对的方式识别底物并与其杂交,催化部分在辅助因子的参与下对底物的切割位点进行催化裂解。与传统蛋白质酶相比,DNAzyme成本低,稳定性好,且由于结合部分序列可设计,对不同底物具有高选择性和识别能力,并且能适应不同的反应体系,使得DNAzyme在生物检测中等到广泛应用。本文利用以AuNPs为核心的球形核酸构建荧光开关,并引入基于DNAzyme的信号放大方式,开发出对于miRNA 155的高灵敏体外检测及细胞内成像,具体研究内容如下:（1）基于DNAzyme放大策略的新型荧光开关用于miRNA 155的活细胞成像。首先,用miRNA 155的互补链Locker对DNAzyme进行封堵,使其无法与底物结合。在AuNPs表面上修饰大量标记有cy5荧光素的发卡DNA（FL DNA）,cy5的荧光因其距离AuNPs较近而被猝灭。当miRNA 155出现时,可以通过链置换反应夺走封堵DNAzyme的Locker并激活DNAzyme,被激活的DNAzyme与底物DNA结合,切割底物DNA后产生一条与FL DNA部分互补的单链DNA（Key）。Key可以与FL DNA杂交打开其发卡结构,使cy5远离AuNPs表面而恢复荧光。DNAyme被激活后可以循环切割多个底物,通过加入大量的底物DNA不断释放出Key,并通过Key打开FL DNA的发卡结构使恢复荧光的cy5数量增加,从而构建基于DNAzyme的信号放大策略。该方法对miRNA 155具有高检测灵敏度,最低检测限为44 pM,并且具有宽线性范围（0.1 nM-10 nM）,加标回收实验中的回收率证明该方法具有高准确度,在含有多种相似序列miRNA的复杂体系中,该方法对miRNA 155具有高特异性。在活细胞成像实验中,利用MnO₂纳米片对单链DNA良好的吸附性,将被封堵的DNAzyme及其底物DNA负载在MnO₂纳米片上,通过MnO₂纳米片被带入细胞中,AuNPs球形核酸探针可以自主进入细胞中。MnO₂纳米片在细胞内会被谷胱甘肽水解成Mn²⁺,释放出负载的DNA模块。肿瘤细胞中高表达的miRNA 155通过上述反应使cy5的荧光恢复,通过激光共聚焦扫描显微镜可以在肿瘤细胞中观察到明显的荧光,而正常细胞中没有,说明该方法可以在活细胞中实现对miRNA 155的成像。本方法采用MnO₂纳米片将DNA模块运输进细胞内,同时在细胞内MnO₂纳米片被分解产生的Mn²⁺又可以作为DNAzyme的辅助因子,且通过细胞毒性实验证明该Mn²⁺浓度对细胞活性无明显影响。综上所述,本文构建了基于DNAzyme信号放大策略的新型荧光开关,并成功实现对miRNA 155的体外高灵敏检测及体内成像,有望在诊断及医治肿瘤过程中起到重要作用。（2）带正电荷AIE分子的初步合成。通过对四苯乙烯分子的功能化修饰,初步合成了带有正电荷的具有聚集诱导发光（AIE）性质的分子。在后续的研究工作中,希望通过对该AIE分子的进一步功能化修饰,并将其负载在纳米粒子中带入细胞,在活细胞中实现对肿瘤标志物的高灵敏检测和成像。