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发展灵敏且高特异性的分子检测技术对于肿瘤细胞的早期诊断具有重要的意义。核酸适配体(Aptamer)作为一种人工合成的“化学抗体”,能够特异性的识别肿瘤细胞和肿瘤标志物,具有高亲和力、高特异性、易合成、性质稳定等一系列的优点,目前已被认可为新型的分子识别探针,在肿瘤相关基础研究中得到广泛的应用并展现出重要的价值。但是完整的核酸适配体(通常20到110个碱基),不仅合成困难、二级结构较复杂而且不利于靶向响应激活式核酸适配体的再设计。与之相比,保留完整核酸适配体靶向性能的裂开型核酸适配体具有设计灵活、不易被细胞非特异性吸附而且能够保留核酸适配体的靶向识别能力,有望提升核酸适配体在肿瘤分析领域的应用空间。G-四聚体是一种具有特殊结构的核酸适配体,可以结合小分子用于物质的比色,荧光检测。基于此,本论文瞄准这一前沿研究方向,选择SMMC-7721为研究对象,构建了两种免标记检测肿瘤细胞的裂开型核酸适配探针,具体研究内容如下: (1) 基于G-四聚体和裂开型Aptamer免标记可视化检测肿瘤细胞利用本课题组筛选出的核酸适配体ZY11的识别区在环部,具有环部序列固定、茎部序列可变的特点。本章结合G4-DNAzyme的催化特性,将裂开型aptamer的序列的茎部可变序列设计成G-四聚体结构,构建了一种发夹型激活式探针SPAB(SplitA、SplitB)。当靶细胞存在时,SplitA与SplitB形成发夹结构与靶细胞特异性的结合,抑制G-四聚体的形成;而当无靶细胞存在时,SplitB在溶液中形成G四聚体,催化显色反应,从而实现对靶细胞的比色检测。以通过对各种反应条件的优化,成功实现对200 μL反应样品中200个人肝癌细胞SMMC-7721的灵敏检测。该方法设计简单,操作简便,免除了DNA标记的繁琐步骤,从而有效的降低了肿瘤细胞检测的成本,实现了对肿瘤细胞的低成本、高特异性的可视化检测。 (2)基于G-四聚体和裂开型Aptamer免标记荧光检测肿瘤细胞 为了实现肿瘤细胞直接免标记荧光检测,利用ThT可以高选择性的结合G-四聚体及裂开型核酸适配体设计灵活的特点,构建了一种基于G-四聚体和裂开型核酸适配体的免标记荧光探针,用于肿瘤细胞的灵敏和高选择性检测。该方法通过在细胞表面特异性地实现裂开型核酸适配体的组装,并释放信号探针即G-四聚体链,利用ThT高选择性地与G-四聚体结合后释放出强荧光信号,从而实现对肿瘤细胞的高灵敏荧光检测,对靶细胞的检测下限为100个细胞。该方法设计简单、操作简便,无须直接标记Aptamer探针,为肿瘤细胞的荧光检测提供了一条新的思路。