人体是一个复杂的开放性系统，由自身的遗传因素、环境因素或者二者共同作用引起的疾病，将对生命产生严重的威胁。若能对产生疾病的原因及其性质进行确定，就能够进行早诊断、早预防和早治疗。分子生物学技术通过对人类基因的鉴别和诊断，人类从分子水平上更好的认识和了解疾病的发生和发展过程。癌症被称为21世纪最凶恶的疾病之一，是由癌基因、生长因子及其受体基因的活化以及抗癌基因的失活或丢失而产生，它属于一种基因突变型疾病。对于癌症这种疾病，只有做出尽早的确诊，并进行相应的治疗措施，患者才能具有生存的可能。以往癌症的检测方法主要有体格检查、各种影像检查、化验检测、抗原抗体反应和酶学检测等。目前，随着对生物大分子分析的研究进展，基因技术的异军突起对临床疾病诊断产生了重要的影响。可以说，肿瘤诊断最终将使用基因诊断，基因技术不仅能够对癌症进行诊断，而且也可以用来治疗癌症。　　分子信标是根据碱基互补配对原则和荧光共振能量转移巧妙设计而成。分子信标是一种新型的核酸探针，通常是将一个荧光基团和一个淬灭基团分别修饰在分子信标的两端，将被检测物质的信息通过荧光信号表达出来。分子信标探针具有高特异性、高选择性、高灵敏度、高稳定性、易于修饰、序列多变和识别多元化等优点，在生物传感与生化分析的新方法建立方面得到了越来越多的重视和应用。　　基于以上考虑，综合文献报道，本论文以核酸作为生物大分子研究对象，利用多种核酸工具酶和荧光分子信标探针技术，建立了一系列简便、快速的生物大分子荧光信号放大检测技术平台，在核酸定量分析、点突变(point mutation)检测、多重单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms，SNPs)基因分型等分析方面得到重要应用。本论文主要分为三个部分，现简介如下:　　(1)核酸内切酶信号放大和滚环信号放大协同作用对p53基因的高灵敏检测。核酸工具酶信号放大技术和滚环信号放大技术由于具有高灵敏度、高特异性和等温操作等诸多优点，在生物化学分析和临床疾病诊断中具有很好的应用前景。本部分设计了一种简单的单发卡分子信标，当与目的基因结合后，在聚合酶的作用下形成互补双链，核酸内割酶对双链进行识别切割，切割下来的片段，能够同时进行打开分子信标和发生滚环反应，把两种技术结合起来实现对p53目的基因的诊断检测。此外，这个方法能对目的DNA进行超灵敏的检测，在1×10-9-4×10-5M浓度范围内检测下限达到1 pM。另外，由于分子信标和目标DNA特异性的识别能力，我们的实验方案可以对于单基因突变能进行很好的区分，此方案具有较好的特异性。最后，对于实际样品细胞实验也取得了较为满意的结果。　　(2)双发卡分子信标信号扩大对于癌症相关基因的检测。本实验部分设计了一个独特的双发卡分子信标探针，当靶基因与双发卡分子信标进行杂交后，打开的分子信标能够和另外一个分子信标进行杂交形成二聚体，从而实现对靶核酸的荧光信号放大检测。通过选择癌症相关的Kras基因作为目的DNA，双发卡分子信标能够在均质的介质中对其进行检测，不需要任何其他的外援性探针参与。此外，对于这个灵敏系统能够形成1∶2的化学计量比，解决了传统的分子信标1∶1反应的缺陷。再者，此反应体系不需要任何酶的参与，避免了反应产物污染，并且设计简单、操作简便快捷、在等温条件下反应，灵敏度高，检测下限可达到50 pM，线性范围可以达到三个数量级。更加引人注意的是，目的基因中的点突变能够较容易的筛选。双发卡分子信标能够作为具有前景的不同DNA探针替代品，应用在生物分子研究和临床基因诊断中。　　(3)切割酶信号放大耦合滚环反应双发卡分子信标对Kras基因的灵敏检测。为了进一步说明分子信标在生化分析中的优越性，本部分实验内容以Kras基因作为靶待测目标物质，双发卡分子信标为检测探针，耦合核酸内切酶信号放大技术和滚环信号放大技术，构建了生物基因检测体系，考察了分子信标信号放大检测体系的分析性能。没有目标DNA时，双发卡分子信标成颈环结构，荧光基团和淬灭基团紧靠在一起发生能量共振转移，不显示荧光信号;有待测物质时，双发卡分子信标结构打开，形成互补的双链结构，在核酸内切酶的识别切割作用下，切割下来的片段能够同时进行打开新的分子信标和发生滚环反应，使更多的分子信标打开，产生增强的检测信号。用这种双发卡分子信标信号扩增检测方法，获得的浓度响应范围为100fM到40 nM，检测限为100fM。相对于普通分子探针构建的传感界面，该传感界面具有较高的特异性。此外，本检测体系操作简便、快速、消耗低，而且回避了信号扩大过程中可能产生的各种问题。