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肿瘤标志物是伴随细胞癌变而产生的一类能区别于正常细胞的物质,它可用于临床诊断、临床治疗以及预后评估,可以为肿瘤的早发现与早治疗提供一项诊断性的指标,具有潜在的临床应用价值。目前,肿瘤标志物的传统检测方法主要包括酶联免疫分析法、电化学免疫分析法、化学发光免疫分析法、比色免疫分析法等,这些检测方法往往存在检测成本高、耗时长、选择性差、灵敏度低等诸多问题,限制其在实际中的应用。肿瘤标志物通常在体内含量很低,无法通过常规方法及早筛查发现,因此构建一种简单、快速、高效的方法用于肿瘤标志物的检测成为当前分析领域关注的焦点。本论文将杂交链式反应（Hybridization chain reaction,HCR）与荧光生物传感器相结合,用于检测癌胚抗原（Carcinoembryonic Antigen,CEA）和循环肿瘤DNA（circulating tumor DNA,ctDNA）,并通过实样检测来评估传感器对肿瘤标志物的分析性能。具体内容如下:第一章:介绍了肿瘤标志物的临床意义及分类,并概述了CEA和ctDNA的研究进展,同时介绍了HCR的概念、特点及其在检测肿瘤标志物方面的应用,并阐述了本论文的主要工作内容及其所具有的创新之处。第二章:构建了一种基于HCR和G-四链体DNAzyme的荧光适配体传感器用于CEA的检测。在该传感器体系中,设计了一种包含CEA适配体和HCR引发剂（initiator）的适配体探针（Aptamer Probe,AP）。当CEA存在时,适配体会特异性识别靶标CEA,打开AP发夹结构,使AP发生构象转换,释放initiator,引发H1和H2发生HCR,同时在血红素（hemin）存在下形成具有催化活性的G-四链体DNAzyme。在过氧化氢作用下,G-四链体DNAzyme会催化氧化硫胺素（thiamine）发出荧光,并根据这种荧光强度的变化来对CEA进行定量测定。所构建的荧光适配体传感器对CEA具有高的灵敏度,在0.25-1.5 nM范围内,（F-F0）/F0与CEA浓度呈现良好的线性关系,检出限达到0.2 nM。此外,该传感器不受其它蛋白质如IgG,AFP和PSA的影响,对CEA具有良好的选择性,同时对CEA检测的回收率在102.47%-115.33%之间。第三章:构建了一种基于HCR的荧光DNA生物传感器用于ctDNA的检测。在该传感器体系中,ctDNA作为HCR的引发剂,同时以两种双标记发夹结构（H1L和H2L）作为辅助探针参与HCR。当ctDNA不存在时,H1L和H2L保持亚稳定的发夹结构并共存于溶液中,链端的FAM和BHQ1相互靠近,由于发生荧光共振能量转移,FAM发出的荧光被BHQ1猝灭;当ctDNA存在时,会引发H1L和H2L发生HCR,并打开发夹结构,FAM和BHQ1相互分离,使得产生的双链DNA能够发出荧光,并根据荧光强度的变化来对ctDNA进行定量测定。所构建的传感器对ctDNA具有良好的分析性能,在5-100 nM范围内,（F-F0）/F0与ctDNA浓度呈现出良好的线性关系,检出限达到2 nM,同时该传感器不受其它碱基错配的DNA序列的干扰,对ctDNA具有良好的选择性,在实样检测中的回收率在95.52%-109.90%之间。