以细胞为识别目标的核酸适配体是指通过指数富集的配体系统进化（cell-SELEX）技术筛选所获得的短片段单链核苷酸序列，因其具有高特异性，高亲和性，易于合成和修饰等优点，已经在生物、医学等领域引起广泛关注。虽然已经知道核酸适配体是通过形成特殊的构型以氢键、疏水作用和范德华力等方式与靶目标相互结合，但是目前关于核酸适配体与靶目标结合机制和性能方面的研究相对较少，特别是对于核酸适配体与细胞相互作用的研究鲜有报道。在单分子水平上研究细胞与核酸适配体的相互作用，有利于阐明细胞与核酸适配体的结合机理、解离过程和结合位点等信息，同时也为核酸适配体分子探针的设计、亲和力和稳定性的改善、核酸适配体生物传感器的设计等提供理论基础，因此已成为生物化学和分子医学的研究热点与难点之一。本论文利用单分子力测定技术在活细胞水平上研究非小细胞肺癌A549细胞与其四条核酸适配体S1、S11e、S15和S6的相互作用。主要内容如下：1.单分子力测定技术研究核酸适配体与A549细胞结合的动力学力谱。在近生理条件下考察了四条核酸适配体分别与A549细胞结合的特异性作用力大小，并用动力学力谱研究了不同加载速率下四条核酸适配体分别与细胞的相互作用，得到了四条核酸适配体-细胞解离过程的动力学参数和能垒。比较在同样加载速率范围内四条核酸适配体的能垒，发现它们从结合态到解离态经过的途径相近，解离过程均需要跨越两个能垒，经过一个中间态达到解离终态，并且A549细胞与其四条核酸适配体相互作用结合能力的强弱与内外能垒的大小有关。2.单分子力测定技术用于核酸适配体与A549细胞结合位点的研究。采用四条核酸适配体S1、S11e、S15和S6，以其中一条封闭细胞表面相应的结合位点，然后用单分子力测定技术考察另外三条与封闭后细胞的相互结合情况。结果表明四条核酸适配体与细胞结合的结合位点均不相同。还利用流式细胞术对此结果进行验证，其结果与单分子力测定技术的实验结果一致。以上研究为从单分子水平上阐明细胞与核酸适配体的相互作用机理提供了有价值的参考信息。