新型生物功能纳米材料因其独特的理化性质,已被广泛用于构建生物传感器、纳米药物载体、微型器件等诸多领域,在生化分析、疾病早期诊断与治疗等领域展现出独特的优势。其中,金属有机框架材料（metal organic frameworks,MOFs）因其优异的比表面积、独特的孔穴结构等特性,已发展成为一类极具潜力的新型功能材料,将其作为纳米载体,可有效提高生物分子的负载量和利用率。此外,DNA作为生物材料因其生物相容性良好、序列可编程、尺寸和结构可控等优点而被普遍应用于生物传感、生物成像、生物医药等领域。本文将沸石咪唑类骨架材料（ZIF-8）与三维DNA步行器相结合构建新型电化学生物传感器,实现了肿瘤标志物micro RNA-21（mi RNA-21）的免标记指数信号放大检测;进一步,基于铜离子(Cu2+)介导的滚环扩增技术（rolling circle amplification,RCA）合成负载了葡萄糖氧化酶（GOx）和化疗药物阿霉素（DOX）的DNA花状功能纳米材料,并将其成功应用于宫颈癌的化疗/饥饿治疗（ST）/化学动力学（CDT）三模态靶向联合治疗,为新型生物纳米材料在肿瘤诊疗领域的研究与应用提供了新方法和新思路。本论文主要开展了以下两个方面的工作:一、基于ZIF-8纳米反应器和三维DNA步行器构建电化学生物传感器用于免标记检测mi RNA-21本工作采用ZIF-8包载GOx,将其作为纳米反应器,结合三维DNA步行器信号放大的特点,构建电化学生物传感器用于mi RNA-21的免标记检测。首先,通过一锅法在室温条件下合成GOx@ZIF-8,通过静电吸附金纳米颗粒（Au NPs）,制备得到Au NPs/GOx@ZIF-8纳米反应器,用于修饰电极。进一步,将Au NPs作为DNA步行器载体,在其表面修饰轨道DNA（H1）。在目标mi RNA-21存在时,触发三维DNA步行器,通过燃料DNA（H2）和H1间的链取代反应,实现mi RNA-21的循环放大,最终在Au NPs/GOx@ZIF-8纳米反应器表面生成大量具有辣根过氧化物酶催化活性的DNA模拟酶（HRP DNAzyme）,从而增强纳米反应器内部GOx与HRP DNAzyme之间的级联催化反应,提高电化学响应信号。此外,Au NPs可有效提高电子传递效率,进一步提高检测灵敏度。本工作对mi RNA-21检测的线性范围为0.1 n M-10μM,检测限为29 p M,并具有较高的特异性,成功应用于人血清样品以及不同种类癌细胞内容物等实际样品中mi RNA-21的检测,表现出潜在的临床应用前景,为DNA纳米技术在生物传感领域的发展开辟了新途径。二、基于滚环扩增技术构建多功能新型DNA纳米材料用于宫颈癌靶向联合治疗本工作利用RCA反应中长链产物的液晶化作用,以及Cu2+与DNA分子间的配位作用,合成了一种同时负载GOx和DOX的新型DNA花状纳米材料（DOX/GOx@CuDNFs）。首先,在RCA环模板链中设计Hela细胞核酸适体互补序列以及DOX载药互补序列。在合成体系中加入GOx,采用一锅法在Cu2+介导作用下发生RCA反应,生成内部封装GOx的花状DNA纳米材料（GOx@CuDNFs）,进一步与DOX孵育,得到DOX/GOx@CuDNFs复合材料。对合成的新型生物功能纳米材料的形貌、羟基自由基（·OH）产生效率、DOX的负载和释放、催化活性等进行了系统研究,该材料表现出优异的GOx催化活性,同时由于在RCA自组装过程中引入Cu2+,可有效提高纳米材料的产率。当DOX/GOx@CuDNFs特异性识别并进入宫颈癌Hela细胞后,Cu2+被细胞内高浓度谷胱甘肽（GSH）还原为Cu+,使得纳米材料结构解体释放DOX;同时GOx催化细胞内葡萄糖产生葡萄糖酸和过氧化氢（H2O2）,在Cu+的类芬顿作用下,H2O2分解生成·OH,从而实现对宫颈癌的化疗/饥饿治疗/化学动力学三模态协同靶向治疗,为DNA纳米技术、癌症的联合诊疗等领域提供了新方法和新思路。