1、惡性腫瘤又稱作癌癥，是當(dāng)今嚴(yán)重威脅人類健康的最主要疾病之一，與心腦血管病、糖尿病并稱為二十一世紀(jì)威脅人類健康的三大殺手。近年來癌癥的發(fā)病率越來越高，日常預(yù)防、盡早發(fā)現(xiàn)、及時(shí)治療是防治癌癥的關(guān)鍵。故發(fā)展針對腫瘤細(xì)胞和腫瘤組織的癌癥早期檢測方法一直是醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域廣泛關(guān)注的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。誕生于上世紀(jì)80年代末的納米技術(shù)已經(jīng)引起了許多領(lǐng)域的變革，并以其獨(dú)特的性能，在化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域得以應(yīng)用，為生物分子相互作用的機(jī)

2、理研究、人類疾病機(jī)理研究、腫瘤的早期診斷及治療等提供了新的技術(shù)和方法。其中，將基于納米材料的生物傳感器用于腫瘤的早期檢測正是當(dāng)前研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)之一。
　　金納米粒子具有良好的生物相容性，通過對其表面進(jìn)行功能化，可形成具有特殊功能的金納米粒子探針分子。另外，金納米粒子在紫外-可見區(qū)出現(xiàn)的表面等離子體共振吸收峰隨金納米粒子形狀、粒子間距離、溶液介電常數(shù)及溫度等因素的變化而變化，進(jìn)而導(dǎo)致納米金膠溶液的顏色變化。目前基于金納米粒子這種

3、性質(zhì)的比色法已廣泛應(yīng)用于生物分子的檢測。氧化石墨烯(GO)是一種由平面單層碳原子緊密堆積而成的二維蜂窩狀晶體，其表面帶有大量含氧功能團(tuán)，水溶性良好。另外GO的生物相容性非常好，同時(shí)GO具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)性能，是一種高效的、普適性的熒光淬滅材料。利用GO優(yōu)良的熒光淬滅性能構(gòu)建的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)型生物傳感器已廣泛用于檢測各種生物分子。
　　基于此，本論文構(gòu)建了兩種基于納米材料的生物傳感器。一種是核酸適體型納米金生物傳感器，

4、我們將該傳感器與特異性識別T-cell人急性白血病細(xì)胞的發(fā)卡型核酸適體相結(jié)合，在循環(huán)酶切信號放大策略的輔助下，首次構(gòu)建了細(xì)胞誘導(dǎo)的循環(huán)酶切信號放大比色法，并將其用于腫瘤細(xì)胞的可視化、高靈敏檢測。另一種是多肽-氧化石墨烯FRET型生物傳感器，該傳感器可實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中早期腫瘤預(yù)警指標(biāo)Cyclin A2蛋白的可視化檢測。論文主要內(nèi)容如下:
　　第一章緒論
　　首先，介紹了腫瘤的研究背景和腫瘤的診斷方法;其次，系統(tǒng)闡述了基于納米材料

5、的生物傳感器在生物分析中的應(yīng)用，并著重闡述了金納米粒子和氧化石墨烯的制備、生物功能化、性質(zhì)及其在生物分析中的應(yīng)用;最后，提出了本論文的研究目的和研究意義。
　　第二章基于細(xì)胞誘導(dǎo)的循環(huán)酶切信號放大比色法檢測腫瘤細(xì)胞的研究
　　在本章工作中，我們構(gòu)建了細(xì)胞誘導(dǎo)的循環(huán)酶切信號放大比色法，并將其應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞的檢測。首先，采用一步還原法合成了13 nm金粒子，并采用配體交換法將巰基DNA修飾到金納米粒子表面;其次，設(shè)計(jì)能特異性識別

6、T-cell人急性白血病細(xì)胞(CCRF-CEM)的發(fā)卡型核酸適體。當(dāng)目標(biāo)細(xì)胞不存在時(shí)，發(fā)卡型核酸適體和連接DNA可穩(wěn)定共存于溶液中，加入兩種巰基DNA修飾的金納米粒子后，連接DNA可使兩種金納米粒子發(fā)生團(tuán)聚，溶液顏色由紅變紫變化;當(dāng)目標(biāo)細(xì)胞存在時(shí)，發(fā)卡型核酸適體構(gòu)型發(fā)生變化，并與連接DNA雜交，形成核酸內(nèi)切酶的識別位點(diǎn)，連接DNA被酶切為兩段碎片后與核酸適體分離，后者可與新的連接DNA雜交、酶切，從而形成循環(huán)酶切信號放大過程，最終，連接

7、DNA碎片不再使兩種金納米粒子發(fā)生團(tuán)聚，溶液保持紅色。該方法具有較高的信號放大效率，當(dāng)CCRF-CEM細(xì)胞個(gè)數(shù)在100至10000范圍內(nèi)，可得到良好的線性響應(yīng)，檢測限可達(dá)40個(gè)細(xì)胞，比未經(jīng)信號放大的比色法低近20倍。該方法簡單、靈敏，可用于腫瘤細(xì)胞的可視化、高靈敏檢測。
　　第三章多肽-氧化石墨烯FRET型生物傳感器用于腫瘤細(xì)胞中CyclinA2蛋白的可視化檢測
　　在本章中，我們利用橫向尺寸在納米級的nano-GO熒光淬滅

8、性能好及其吸附多肽探針的性質(zhì)，構(gòu)建了一種多肽-氧化石墨烯FRET型生物傳感器，并將其應(yīng)用于腫瘤細(xì)胞中Cyclin A2蛋白的可視化檢測。首先，利用Hummers方法，在超聲輔助下，制備了水溶性良好、橫向尺寸在納米級的nano-GO;其次，通過CCK-8實(shí)驗(yàn)證實(shí)了nano-GO良好的生物相容性;最后，利用綠色熒光基團(tuán)FAM修飾能特異性識別Cyclin A2蛋白的多肽探針p1，該探針可與nano-GO通過π-π作用、靜電作用等形成穩(wěn)定的FA

9、M-p1/nano-GO復(fù)合物。p1探針和nano-GO之間發(fā)生FRET，可有效地降低背景熒光信號。當(dāng)引入目標(biāo)蛋白時(shí)，目標(biāo)蛋白與多肽探針之間特異性結(jié)合，使p1遠(yuǎn)離nano-GO表面，從而使得被淬滅的熒光得到恢復(fù)。該方法的靈敏度高、選擇性好，在均相溶液中可得到良好的線性響應(yīng)，檢測限可達(dá)0.16 nM，優(yōu)于Tb3+螯合目標(biāo)蛋白Cyclin A2的0.6μM的檢測限。將復(fù)合物探針分子與腫瘤細(xì)胞孵育，當(dāng)其進(jìn)入細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)的目標(biāo)蛋白與多肽探針之