肿瘤标志物对于肿瘤的早期检测、筛选,以及肿瘤治疗过程中疗效的监测等起着重要作用,肿瘤标志物检测方法的研究也是近年来肿瘤标志物领域的研究热点。构建纳米生物传感器实现对肿瘤标志物的高灵敏、高特异性检测对肿瘤的检测与治疗具有重要意义。针对肿瘤标志物常规免疫检测的成本高、检测步骤繁琐、检测周期长等缺点,本文基于介孔二氧化硅微球与Fe3O4纳米磁珠,使用单链DNA分子与G-四链体分子作为标志物受体,构建了两种荧光纳米生物传感器,用于检测癌胚抗原CEA、前列腺特异性抗原PSA及甲胎蛋白AFP三种常见肿瘤标志物。具体工作分为以下两部分:一、基于介孔二氧化硅微球,分别与单链DNA分子及G-四链体分子两种不同类型的DNA构建了两种不同门控开关的纳米生物传感器。将荧光染料填充在介孔二氧化硅微球的孔道中,并将根据各肿瘤标志物对应的核酸适体所设计的DNA分子充当门控包覆在硅球表面。待测物可将DNA分子门控打开,染料的逸出使得体系内的荧光信号恢复,以此来确定待测物的存在与浓度。该方案实现了对三种标志物的灵敏检测。以单链DNA分子作为门控开关的生物传感器,其对CEA、PSA及AFP的检测范围为10 ng/mL-200 ng/mL,最低检测限达到了 1 ng/mL。而以G-四链体DNA分子作为门控开关的生物传感器,其对CEA的检测效果极好,检测范围为5 ng/mL-200 ng/mL,其检测下限为1 ng/mL。除了利用荧光分光光度计测定系统的荧光信号强度来测定待测物质外,本方案还能通过在紫外灯下进行可视化检测。二、基于表面功能化的Fe3O4纳米磁珠及荧光染料标记的单链DNA分子,构建了针对CEA、PSA与AFP三种标志物检测的生物传感器。具有超顺磁性的纳米磁珠与特定的DNA分子组成探针,依靠末端携带荧光物质的DNA来实现信号传递。当体系内存在目标物质,携带荧光物质的DNA被置换,通过检测体系内的荧光信号强度来确定肿瘤标志物的大致浓度。此方案实现了对三种标志物的独立特异性灵敏检测及三种标志物同时检测。本方案中所设计的生物传感器,能够实现对CEA在0.1 ng/mL-300 ng/mL范围内的线性检测,其线性拟合公式为:y=1.05x+113.03,R2=0.98,其最低检出限低于 0.1 ng/mL;对 PSA 可在 0.1 ng/mL-300 ng/mL范围内线性检测,线性拟合公式为:y=2.11x+160.67,R2=0.96,其最低检出限低于0.1 ng/mL;对AFP可在0.1 ng/mL-300 ng/mL范围内检测,其最低检出限低于0.1 ng/mL。将三种探针等量混合均匀后,成功地实现了同时对三种标志物的特异性灵敏检测,且检测效果良好。本文上述两类探针均能成功的检测到待测肿瘤标志物的存在及大致浓度,且在人类血清样品中的检测效果也较好。相比于传统免疫检测方法,本文提出的方案具有检测灵敏度高、时长短,探针制作过程简单便捷、成本低廉等优点,并具有同时检测多种肿瘤标志物的潜力,在肿瘤筛查等领域有广阔的应用前景。