本论文主要构建了一种基于棉线为载体的快速检测装置,以夹心免疫反应为基本原理,实现了对肺癌标志物(鳞状细胞癌抗原、人铁蛋白)的快速、可视化、高灵敏检测。论文中也设计了一种新型的分子信标实现了对遗传性酪氨酸血症Ⅰ型相关DNA的高灵敏、快速检测,同时实现了DNA单碱基突变的检测,具体工作如下：(1)基于棉线为载体的鳞状细胞癌抗原(squamous cell carcinoma antigen, SCCA)可视化快速检测生物传感器的设计与研究该论文采用棉线快速免疫分析装置对肺癌标志物,鳞状细胞癌抗原(SCCA),进行低成本、高灵敏度及快速检测。一对SCCA的单克隆抗体分别作为检测抗体和捕获抗体。SCCA捕获抗体以静电和疏水作用固定在棉线检测区域上。利用金标检测抗体-bDNA和金标链霉亲和素两种纳米金标记物实现了对SCCA的颜色信号增强检测。通过用扫描仪获得高分辨率的图片,再用ImageJ软件分析得到定量结果。检测SCCA的检出限达到了5 ng/mL,符合临床测定的要求,整个测定过程只需20分钟。(2)基于新型分子信标的核酸棉线检测装置的研究该论文采用棉线检测装置对一段与人类基因疾病(遗传性酪氨酸血症Ⅰ型)相关的DNA序列进行低成本、快速检测。设计了一段两端带有多个腺嘌呤的DNA探针,该DNA探针两端的腺嘌呤与小分子甲氧檗因之间相互作用而形成一个类似于传统分子信标的发夹结构。DNA探针一端修饰了一个巯基另一端修饰了生物素,形成发夹型分子信标后,通过Au-S键将分子信标固定在红色纳米金的表面上。在目标链存在下,这种发夹型分子信标打开,释放出生物素。链霉亲和素以静电和疏水作用固定在棉线上,其可以和生物素反应而使棉线留下一段红色区域。颜色强度的对数值与目标DNA的浓度的对数值在2.5～100nM浓度范围内呈现出良好的线性关系。设计的新型分子信标具有识别单碱基突变的能力,而且整个检测过程在室温下进行,大大简化了检测程序。(3)基于新型分子信标的核酸室温检测生物传感器的设计与研究论文中选用了两种发夹型分子信标(A12-MB1-A12和A12-MB2-A12)及其对应的完全匹配、单碱基突变和不完全匹配的序列作为分析模型。在目标链存在下,这种发夹结构打开,释放出地高辛,地高辛与抗地高辛抗体-碱性磷酸酶形成复合物,荧光底物被碱性磷酸酶水解后而产生荧光信号,通过用高灵敏的荧光光度计测定荧光底物的荧光强度而进行定量分析。在最宜条件下,检测完全匹配DNA链的检出限是50 pM。其中A12-MB2-A12发夹型分子信标具有很好的识别单碱基突变的能力。该方法提高了检测DNA的灵敏度。检测DNA的过程是在室温下进行,检测步骤简单。(4)基于新型三联纳米金探针的棉线快速免疫分析装置检测人铁蛋白的设计与研究该论文利用三联纳米金探针的棉线快速免疫分析装置对肺癌标志物,人铁蛋白(human ferritin),进行高灵敏快速免疫分析。人铁蛋白捕获抗体以静电和疏水作用固定在棉线上,抗原先与标记在三联纳米金上的检测抗体结合后再随着洗涤液移动到捕获抗体的位置,三者之间发生夹心免疫反应。论文中设计的三联纳米金探针相对于传统的单颗粒纳米金探针检测灵敏度大大提高,因为检测区域沉积的纳米金量会大大增加。检测人铁蛋白的检出限是10ng/mL,满足临床测定要求,测定过程的时间只需20分钟。