小细胞外囊泡（sEVs）是由多种细胞分泌的纳米级（30-200 nm）异质磷脂膜囊泡。其携带大量遗传自亲代细胞的核酸、蛋白质和其他生物分子,参与免疫刺激、细胞间通讯、重塑肿瘤微环境等多种生理和病理过程。此外,sEVs几乎存在于所有体液（唾液、脑脊液、血液、尿液、母乳等）中,具有特异性强、丰度高、稳定性好等不可替代的优势。因此,sEVs成为早期癌症诊断的可靠和理想的非侵入性肿瘤生物标志物。sEVs对癌症诊断的潜在应用促进了各种sEVs检测技术的发展。其中荧光技术因其优异的灵敏度和简便性而备受关注。在癌症的早期阶段,sEVs的灵敏检测往往具有非常大的挑战,究其原因在于其丰度较低;因此,荧光分析结合DNA信号放大策略可大幅度提高检测灵敏度。DNA信号放大,包括酶辅助和无酶放大策略。与酶辅助信号放大策略相比,无酶放大策略具有稳定性好、成本低、操作简单、无需复杂酶促反应等特点。基于以上分析,我们提出了无酶辅助的DNA荧光信号放大技术用于超灵敏和选择性的检测肿瘤细胞来源的sEVs。具体研究工作如下:第一章绪论本章主要进行了sEVs的概述,包括产生机制、组成、功能和应用。并介绍了常见的分离纯化sEVs方法以及目前基于荧光信号放大技术进行sEVs分析的信号扩增策略。最后,对本论文的研究内容和意义进行了简单阐述。第二章基于适配体识别和DNA四面体局部催化发夹组装的荧光信号放大方法用于sEVs的超灵敏检测开发了一个基于适体识别和DNA四面体局部催化发夹组装（D-CHA）信号放大策略的荧光生物传感平台用于灵敏地检测sEVs。sEVs被磁珠上的适配体捕获,同时释放触发链A,将sEVs捕获事件转化为核酸检测。触发链A作为引发剂触发DNA四面体上的催化发夹组装（D-CHA）信号放大反应。其中,D-CHA通过在DNA四面体的特定位置组装两个亚稳态发夹H1和H2来构建,H2用猝灭剂（BHQ1）和荧光团（FAM）标记。触发链A的存在使得H1-H2双链体结构形成,H2的荧光信号恢复。同时触发链A在体系中循环,触发下一个H1-H2双链体的形成,实现荧光信号放大。通过测量D-CHA上H2的荧光信号来量化sEVs。在最佳的实验条件下,基于CHA反应的生物传感器在sEVs测定中表现出优异的性能,检测范围为5×10~2-5×10~6个/μL,检出限为120个/μL。第三章基于免疫磁分离和非线性杂交链式反应荧光信号放大技术对sEVs的超灵敏检测在前一章基础上,为进一步提高检测灵敏度,结合免疫磁分离技术,建立了等温无酶的非线性杂交链式反应（n HCR）荧光信号放大方法用于超灵敏和选择性的检测sEVs。sEVs首先被CD63抗体修饰的免疫磁珠特异性捕获和分离,然后通过胆固醇与sEVs的磷脂双分子层之间的有效疏水作用将胆固醇标记的DNA探针自发地插入到sEVs膜上。sEVs的表面蛋白和脂质双分子层的同时识别可以有效消除游离蛋白的干扰。锚定在sEVs表面的DNA探针的粘性末端作为引发剂触发后续的n HCR。随着FAM荧光团标记的四聚体发夹的加入,n HCR被触发,形成了超支化的DNA网络连接结构。因此,通过测量sEVs上标记的FAM的荧光信号来量化sEVs。在最优条件下,基于n HCR的信号放大策略对sEVs的检测具有较高的灵敏度,检出限为80个/μL。该荧光生物传感器结合了免疫磁分离和n HCR信号放大技术的优势,为分离和检测sEVs提供了一个灵敏、抗干扰的平台,在临床诊断中具有潜在的应用价值。