核酸适配体由于其与靶物质结合的高亲和力、高特异性、自身分子质量小、免疫原性低、热/化学稳定性高、靶标分子范围广、化学制备操作简单、成本低等特点被广泛应用于生物传感探针的构建。近年来,DNA-Ag NCs作为一种新型的荧光纳米材料,因其量子效应、小尺寸效应及表面效应等呈现出许多特有的物理化学性质,代替传统的荧光标记物在生物传感和生物成像等领域中得到广泛的应用。本论文构建了一种荧光DNA-Ag NCs分子探针用于一些疾病相关基因的生物传感和检测。该探针的DNA序列由三部分构成:Ag NCs的合成模板---富C序列,与靶标完全互补的适配体序列,和与富C序列部分互补的锁定序列。当只有探针DNA在PBS溶液中退火时,由于其5?端的富C序列和3?端的锁定序列之间的互补配对,原本处于自由状态的探针将会自组装形成发夹结构,从而将Ag NCs的合成模板锁定起来,此时合成Ag NCs很容易聚沉形成粒径大的、不具有荧光性质的Ag NPs。然而,如果在此体系中加入靶标DNA并孵育,由于靶DNA与探针上其相应的适配体序列之间的完全互补配对,发夹结构的DNA探针即被打开并暴露出Ag NCs的合成模板---富C序列,即可合成荧光DNA-Ag NCs。当被激发时,Ag NCs将发射出强烈的荧光信号,成功地实现对靶基因的传感检测。另外,该分子信标设计还可以通过替换适配体序列而通用于不同的靶标的传感检测。而且,如果被合成的几种DNA-AgNCs的发射光谱刚好不重叠时,此传感系统也可以用于多种基因的同时检测。具体研究内容和结果如下所述:(1)由于DNA-Ag NCs的光学性质高度依赖于DNA模板的序列、长度和二级结构,因此本论文通过文献调研,利用常用于Ag NCs合成的富C序列并结合靶标基因,设计了四种不同的荧光DNA-Ag NCs探针首先用于人类免疫缺陷病毒(HIV)基因的检测。在对4种探针的检测性能测试时发现,探针4较之于探针1,2和3传感性能更优越,在其它实验条件都相同的情况下,基于探针4的传感体系的荧光强度增加了几乎20倍。随后,受HIV探针4设计的启发,仅仅通过替换相应的适配体序列,又设计出了另外两个流感病毒基因H1N1和H5N1的检测探针并用于相应靶标的检测。其中H1N1探针展示出了最佳的响应效果,即当靶标H1N1引入后,该传感体系的荧光强度甚至增加了400倍左右,H5N1探针传感系统的荧光也增强了10倍左右。(2)在PBS缓冲体系中,通过紫外可见吸收光谱,荧光光谱,透射电镜,凝胶电泳,以及圆二色光谱等方法进一步研究了检测机理。在优化的实验条件下,对靶标HIV,H1N1,H5N1进行了浓度滴定,发现其检出限分别为3.53、0.12和3.95 nM,检测线性范围分别为5-2000 nM、10-250 nM和50-500 nM,同时在血清中也能实现对靶标的检测,表明该方法有潜在的实际应用价值。(3)尤其可喜的是,我们发现三种Ag NCs的荧光发射光谱不重叠,最大发射波长分别为:580 nm、605 nm、680 nm。基于此,我们在缓冲溶液中完成了对HIV、H1N1和H5N1基因的同时检测。(4)最后,基于同样的传感机理,利用其它富C序列和p53基因,本论文合成了六种荧光DNA-Ag NCs。通过序列和实验条件的优化,实现了对p53基因的定量检测,检出限为3.57 nM,检测线性范围为250-2500 nM。