早发现、早诊断、早治疗是降低癌症死亡率、挽救生命与改善患者生活质量的主要手段。因此,科学家们致力于开发新技术以提高对癌症的早期诊断水平。肿瘤生物标志物有许多种,如核酸、蛋白质、糖、小分子代谢物、细胞遗传学和细胞动力学参数以及体液中肿瘤细胞个数,这些指标可用于癌症的风险评估、诊断、预后以及预测治疗功效、毒性和复发风险。将核酸、纳米材料与各种检测仪器结合,本文开发了一系列用于肿瘤相关酶类生物标志物端粒酶、聚ADP核糖聚合酶-1（Poly（ADP-ribose）polymerase-1,PARP-1）和瓣状核酸内切酶1（Flap endonuclease 1,FEN1）检测的新型传感器。本文要点归纳如下:（1）建立了一种新型、可视化、免标记的端粒酶活性检测方法。首先,端粒酶底物（Telomerase Substrate,TS）引物在细胞提取物中端粒酶、K+和混合核苷酸d NTPs存在下扩增出重复序列（TTAGGG）n形成G-四联体,加入Hemin后,形成的G-四联体/Hemin DNA酶催化H2O2刻蚀GNRs并导致其纵向表面等离子体共振吸收峰与溶液颜色均发生相应变化。该方法可以在200-15000 He La cells/m L范围内对He La细胞提取物中端粒酶进行线性检测,最低检测限（Limit Of Detection,LOD）为90 He La cells/m L（S/N=3）。将该方法用于临床样品检测时,得到的结果与临床诊断结果一致。（2）基于金纳米粒子标记的检测探针（GNPs-c DNA）与目标序列杂交来实现频率信号增强的原理,构建了一种石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance,QCM）生物传感方法来检测端粒酶活性,该方法检测限低至37 cells/m L,并且,该检测方法对端粒酶活性检测表现出好的选择性。（3）利用高灵敏的质量型QCM生物传感器实现PARP-1活性检测,当PARP-1被特定的ds DNA激活,将烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamideadenine Dinucleotide,NAD+）裂解成烟酰胺和ADP-核糖单元,并将ADP-核糖单元聚合成超支化的PAR结构。引入可与负电PAR之间存在强静电相互作用的十六烷基三甲基溴化铵（Cetyltrimethylammonium bromide,CTAB）包裹的金纳米棒作质量增强因子来增强频率。该方法线性范围为0.06-3 n M,检测限低至0.04n M。该策略已用于检测癌细胞裂解液中的PARP-1活性,结果令人满意。（4）TOTO-1本身几乎无荧光信号,与ss DNA结合后荧光强度也非常低,与ds-DNA结合则发出强的荧光,通常使用该试剂区分ds-DNA和ss-DNA。本文研究发现TOTO-1对不同的脱氧核糖核苷三磷酸（d ATP、d GTP、d CTP、d TTP）与5’-二磷酸腺苷（Adenosine-5’-diphosphate,ADP）的荧光信号存在显著差别,对不同种类多聚脱氧核苷酸序列（Poly（d G）、Poly（d A）、Poly（d C）、Poly（d T））的荧光信号差别也很大。有趣的是,端粒酶存在时,其引物3’端扩增产生富G的DNA序列,PARP-1被特定双链DNA激活后,在其自身形成PAR,TOTO-1与端粒酶扩增产生的富G序列和PARP-1聚合后产生的PAR结合可产生强的荧光。据此,可将TOTO-1用于端粒酶和PARP-1两种肿瘤标志物活性检测,该方案会显著提高癌症筛查的特异性,减少假阳性比例,在临床诊断和药物筛查方面具有广阔应用前景。（5）生物学中评价FEN1酶表达的主要方法是免疫印迹分析,通常步骤比较复杂且灵敏度有限。基于Bst DNA聚合酶与Nt.Bst NBI切割酶共同参与的链置换扩增反应,我们开发了一种两步串联信号放大检测FEN1活性的方法。一旦双分枝DNA双链底物的5’Flap被FEN1裂解,裂解的单链DNA（5’Flap）可以启动链置换扩增反应,产生大量富含G碱基的DNA序列,形成G-四联体,结合Hemin显示出类似辣根过氧化物酶（Horseradish peroxidase,HRP）的催化活性,G-四联体也会使硫黄素T（Thioflavin T,Th T）的荧光增强。该方法为灵敏、精确和可靠的临床疾病诊断开辟了道路。