基因缺陷与变异是遗传疾病以及众多难以治愈的慢性病之“源”,基因信息的获取已经成为精准医疗的基石。现代医学已经证明,在长期特定的生活环境下产生的特定基因变异,成为肿瘤癌症发生的主要原因。因此,基因信息的检测分析成为生物医学研究以及临床诊断等的重要工具。本论文主要探索了针对癌症病理相关的基因变异,尤其是单碱基变异的分析检测技术,通过可设计的核酸探针,并结合恒温核酸滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)技术,初步实现了在室温环境下的高特异性、高灵敏度的单碱基基因变异分析。本论文以探索针对单碱基基因变异的高精度的分子检测技术为目的。为了实现可应用于大范围样品,并能够进行快速检测,本研究采用了全部反应可在室温范围内完成的环状探针(padlock)结合滚环扩增反应的技术。具体过程包括通过识别目标基因序列,快速形成具有特定序列的环状探针,通过滚环扩增反应迅速将环状探针信号放大进行检测。本研究的分子探针设计中,成功地将热动力学平衡引入DNA分子的设计中,通过热力学分析计算,有效地实现了探针对于单碱基位点变异的基因序列的甄选能力,与传统的padlock方法相比,将特异性提高了近10倍。此外本实验还通过优化滚环扩增反应,进行微量信号的快速放大反应,通过优化扩增酶、反应温度等反应相关因素,验证了基于环状探针的滚环扩增可以实现可控的线性型及指数型信号扩增反应。并以肺癌发生的核心变异基因EGFR的T790M变异位点为模型,实现了高特异性的T790M变异基因的检测,初步验证了本技术的可行性。通过本论文的研究,开发了结合符合热力学平衡的探针设计与优化的信号扩大反应的单碱基变异基因检测技术,实现了对于微量变异基因的高特异性检测。