癌症是引起人类死亡的主要疾病之一。随着医疗技术的发展,许多曾被人类视为绝症的疾病已逐渐被攻克,但癌症仍然被大多数人视为绝症。癌症通常被分为早期,中期,晚期,事实上早期癌症的病灶仅在局部,无论是治疗难度、花费、还是预后的五年生存率等都是乐观的。如乳腺癌和结直肠癌等,如果能在早期发现并及时治疗,预后的五年生存率能高达90%。但目前的现状并不乐观,由于早期癌症的症状不明显,缺乏足够便捷、特异性良好的早期诊断指标和检测手段,使得大多数癌症一经发现即为晚期,错过了最佳的治疗窗口。因而,开发足够便捷、灵敏、特异的方法来检测分析早期癌症患者,对于提高癌症患者的生存率非常重要。大量研究表明,循环肿瘤细胞（CTC）出现与癌症发生高度相关,可用于癌症早期诊断。相对于侵入性的组织活检,无创CTCs液体活检的对象是人体血液。对于CTCs的捕获和检测不仅可以用于早期诊断,如果能对其进行进一步的计数和表型分析,还可用于预测患者的预后和治疗效果,为临床用药提供指导。然而,在血液循环中的癌细胞是极为罕见的细胞群。在极低水平检测肿瘤细胞仍然是一个挑战。针对这一问题,本文开发了一种基于章鱼结构启发,双功能适配体信号放大器为基础的细胞传感器（OApt细胞传感器）,用于肿瘤细胞的高灵敏定量检测、表型分析以及进一步的用药监测。本文受章鱼的多触手-吸盘结构启发,构建了一种电子掺杂的双功能细胞信号放大器,将被捕获的细胞本身设计为放大器的“主体”,以特异的适配体为“触手”,掺杂在适配体序列上的荧光-电活性双功能分子亚甲基蓝（MB）为“吸盘”。相比传统的单价免疫三明治夹心结构,该设计利用细胞表面蛋白的拓扑,特异性多价识别对应的核酸适体,并通过电子掺杂的方式引入大量的信号分子（MB）,从而达到电信号放大的效果,具有更高的灵敏度,实现了对目标肿瘤细胞Hep G2的单细胞级别检测、标记以及多种细胞表面标志物的分析,并进一步实现药物分子TGF-β1诱导前后细胞表型变化的动态监测分析。此外,通过充分利用MB的荧光信号,实现了双信号的输出。通过温和电刺激还能将被捕获细胞释放,经钙黄绿素染色证明其存活,从而便于进一步的下游分析,有望与其它的平台或技术联用,更好的应用于癌症的早期诊断和临床药物治疗分析。