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癌症高致死率严重危害人类生命健康,目前常用的癌症诊断技术存在一定的局限性,癌症标志物的出现和发展为早期癌症诊断带来新的契机。生物传感技术的蓬勃发展为创建高效、超灵敏、高选择性、高准确度的癌症标志物检测方法提供新的研究平台,对保障人类生命健康、降低医疗费用具有重要的理论价值和应用意义。核酸探针结构便于设计、特异性识别能力强,纳米酶结合纳米材料和生物酶二者独特的结构和功能,为构建新颖、多样化的生物传感技术提供一种崭新的方法和思路。本论文则基于核酸探针和纳米酶设计高传感性能的生物传感检测平台,并利用荧光、电化学检测技术探索其在癌症标志物检测中的应用,对癌症的早期诊断具有重要的研究意义。首先,本文结合核酸探针和荧光染料的特点,设计一种比率型荧光核酸探针用于膀胱癌病人尿液中癌症标志物端粒酶活性的检测。这里选用两种互不干扰的荧光染料来提高探针的重现性和稳健性,一种是红色发射的聚集诱导淬灭(Aggregation-caused quenching,ACQ)染料Cy5作为对照,另一种是蓝色发射的聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)染料Silole-R,作为反映端粒酶活性的分子。在体系中加入端粒酶,端粒酶引物链进行延伸反应,Silole-R能够与带负电的DNA链结合使Silole-R聚集,蓝色发射的荧光强度随之增强;而红色发射的荧光强度几乎保持不变,可作为稳定的内部参考。加入不同数量的端粒酶,该比率型荧光核酸探针的双发射荧光强度比(I478/I665)随之逐渐增加。此外,该探针的实用性通过区分20例膀胱癌血尿样本和10例正常尿液样本提取的端粒酶活性来验证。该比率型荧光核酸探针利用稳定的内部参考实现对癌症标志物端粒酶的高重现性、高灵敏度、高选择性检测,并有望应用于临床早期诊断。其次,本文利用具有酶特征和纳米材料特性的一种新型材料即纳米酶和电化学方法独特的优势,研发出了一种基于石墨烯量子点(GQDs)组装体和Au Pd合金纳米颗粒(Au Pd-ANPs)的双纳米酶修饰的柔性微电极,并探索其在电化学传感系统中灵敏检测人乳腺癌细胞和组织中的癌症标志物过氧化氢(H2O2)的应用。为了制备双纳米酶修饰的微电极,首先以离子液体为电解液,较负的电位下在活化碳纤维基底表面有效电沉积GQDs形成一层致密的GQDs组装体,随之将均匀、高密度、超细小的Au Pd-ANPs通过电沉积修饰在GQDs组装体。鉴于Au Pd-ANPs和GQDs组装体独特的结构特点以及双纳米酶对H2O2电催化反应的协同效应,得到的复合微电极对H2O2电催化检测表现出良好的生物传感性能,灵敏度高(371μA cm-2 m M-1)、线性范围宽(1.0μM至18.44 m M)、检测限低(500 n M,信噪比S/N=3)、良好的选择性和生物相容性良好。还将双纳米酶修饰微电极应用于实时追踪不同类型乳腺癌细胞释放的H2O2以及原位灵敏检测临床乳腺癌组织释放的H2O2,对植入式和穿戴式电化学传感器件的体内/体外检测具有重要的应用价值。