实现高灵敏度的癌症标志物检测和开发智能的特异性给药系统是癌症诊断治疗的两大主题。在检测方面,micro RNA(mi RNA)作为一种重要的癌症诊断生物标志物,其在各类细胞的基因表达过程中具有重要的调节作用,因而实现其高灵敏度和选择性检测对于肿瘤等相关疾病早期诊断和预后具有重要意义。然而,由于mi RNA片段的小尺IDN-6556核磁寸、低表达、易降解、高序列同源性等特点,使用常规方法实现mi RNA的高灵敏检测面Laduviglusib试剂临着许多挑战。而在药物治疗方面,常规的给药策略药物有效载荷能力有限,无法在复杂的细胞环境中实现特异性靶向和现场主动药物释放,治疗效果不足。因而寻求一种可实现定制治疗功能、高效药物负载、特定肿瘤识别、可控药物释放,在提高治疗效果的同时将其对正常组织的损害降到最低的智能给药系统开发仍是一大挑战。近年来,随着纳米材料和核酸纳米技术的发展,基于核酸的生物传感器和药物输送系统已成为越来越重要的新兴策略。本论文以DNA分子作为构建模块,将纳米材料与信号扩增反应和新兴检测技术相结合以实现mi RNA灵敏检测和智能给药系统开发,并希望为基于核酸纳米结构自组装的生物传感检测和药物递送治疗等领域提供新的设计思路和策略。本研究主要包括以下两个部分:(1)构筑基于金纳米粒子的DNA纳米水凝胶用于特异性靶向癌细胞和ATP响应性解组装在该部分工作中,首先设计了一种通用的基于金纳米颗粒(Au NPs)的DNA纳米水凝胶,其主要以杂交链式反应(HCR)产物为凝胶网络框架,si RNA为交联链,通过DNA自组装形成核酸交联网状结构并连接到Au NPs载体上。在该结构中HCR可以提高si RNA的负载率,si RNA则可协助形成交联结构提高纳米凝胶的稳定性。在此基础上,开发了一种具有定制治疗功能、特异性靶向识别和可控药物释放的癌细胞给药系统,其可通过DNA设计包覆三种不同的治疗组分:金纳米棒(Au NRs)、si RNA和化疗药物(Dox),三者可在未来实现光热、免疫和化学协同治疗的目的;引入双适配体(AS1411和anti-VEGF)可协同提高Au NRs@DNA纳米水凝胶的特定靶向和内吞作用;凝胶框架中的ATP适配体可通过对癌细胞内ATP的特异性结合从而响应性触发DNA纳米水凝胶的解组装并实现可控释放凝胶内药物分子的目的。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)、琼脂糖凝胶电泳(AGE)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)、Zeta电位、动态光散射(DLS)和荧光光谱(FL)等多种表征手段成功证实了Au@DNA纳米水凝胶的形成和ATP响应解组装。最后,通过荧光显微镜验证了Au NRs@DNA纳米水凝胶可以通过双适配体介导的内吞作用进入癌细胞并成功实现可控释放。(2)构建基于多层“核卫星”纳米结构的表面增强拉曼散射生物传感平台用于癌症标志物Let-7a的检测在该部分工作中,首先合成了组装“核卫星”纳米结构所需的两种不同尺寸的金纳米颗粒:45 nm core-Au NPs和16 nm satellite-Au NPs。然后将两种Au NPsurface biomarkers由靶标链Let-7a触发首先通过普通的DNA杂交反应自组装形成单层“核卫星”纳米结构。更进一步,通过HCR反应可在45 nm core-Au NPs表面形成大量可连接16 nm satellite-Au NPs的连续位点,进而形成多层“核卫星”纳米组装结构,并通过TEM、UV-Vis等进行表征得以证实。另外,由于多层“核卫星”结构具有相较于单层更多的“热点”,因而附着在卫星纳米粒子上的拉曼报告分子(DTNB)其SERS信号增强更明显。结果表明,随着Let-7a浓度的增加,DTNB的SERS特征峰(1334cm~(-1))强度逐渐增强,二者在0.1-1000 n M浓度区间下存在线性关系,检测限达到4 p M。而在相同靶标浓度下,单层“核卫星”引发的SERS信号要明显弱于多层“核卫星”,证实了多层“核卫星”组装的优势。我们发现多层“核卫星”纳米结构溶液相和基底相UV-Vis特征峰强度均与靶标链浓度存在一定的线性关系,因而可作为SERS以外的辅助检测手段。最后实验结果证实该多层“核卫星”生物传感器具有良好的靶标选择性和在实际血清样品中的检测能力。