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疾病的治愈率随医学科技的发展逐渐提升,但总的死亡人数仍在上涨。有专家表明,慢性疾病的发病率在未来十年内都会有显著地增长。由于早期疾病诊断与多数患者的性命密切相关,因此越来越多的科学家们对这方面予以足够的重视。甚至提出了许多适用于该领域的检测方法,为前线医护人员在确定和排除疑似患者方面,提供了强有力的辅助。其中,核酸检测作为一种精准有效的检测手段,在食品安全、环境监测、疾病诊断等领域中得到了广泛的应用。众多研究表明,基于分子水平的核酸检测在分析应用中有着快速、简单、灵敏等优势,应用前景极为广阔。其中,荧光DNA生物传感器作为一种非常有效的核酸检测手段,广泛适用于多种疾病标志物的分析研究中。并且该传感平台在分析检测中的优势显著,如省时、便捷、灵敏、成本低等。然而,由于待测样品中的目标物浓度在实际分析研究检测中常常处于较低水平,因此通常需要借助一些信号放大策略的辅助来完成这样低浓度下的样品检测。本文以三磷酸腺苷（ATP）、凝血酶以及microRNA-1246为疾病标志物模型,在酶或DNAzyme的辅助下,巧妙地结合环介导的等温扩增（LAMP）、滚环扩增（RCA）和toehold链置换（TSDR）三种信号放大策略,构建出三种荧光生物传感器并实现了目标物的简单灵敏检测。具体的研究工作展示如下:1.聚合切口酶触发的LAMP循环放大策略用于检测人血清中的微量蛋白质疾病标志物的高灵敏检测在疾病的早期诊断中占据着举足轻重的地位。在这项工作中,通过将靶向诱导的聚合切口反应（TIPNR）与LAMP技术巧妙地结合,我们拟定了一种无需标记就能进行高灵敏检测的适体传感检测方案,并在目标分析物模型选定为凝血酶的基础上完成了人血清中的低水平蛋白质的检测。首先,目标物凝血酶与两段不同的适体序列特异性结合,使其自发组装形成延伸模板,以供聚合切口反应进行循环扩增,从而产生许多触发序列。随后,这些序列能够引发下游的LAMP反应,并通过自动循环链置换反应产生有着各种长度的大型DNA双链（dsDNA）发夹结构。这些dsDNA可以进一步特异性结合SYBR Green I（SG I）,同时显著增强体系的荧光发射。该策略的线性检测范围在0.01 pmol/L～10 nmol/L之间,检测限低至3.6 fmol/L。这种基于适体的检测方法对于目标分子具有相较于其他非特异性蛋白质的高判别能力,并且在稀释后的血清样品中进行目标物的标准添加实验,验证了该方案在实际样品检测中的潜在适用能力。因此,该测定方法所具有的信号放大能力和便捷性的优势,可使其应用于其他疾病生物标志物的高灵敏检测中。2.高效的指数RCA分子网用于microRNA的超灵敏检测MicroRNA（miRNA）是与多种癌症或其他疾病密切相关的一类重要标志物。然而,miRNA的高度序列相似性、低丰度以及小尺寸等性质,一直以来都使其在分析检测过程中面临着巨大的考验。在该研究中,我们拟定了一种指数级信号扩增方案,通过目标驱动的聚合切口反应来建立一种有效的RCA分子网,从而无需信号标记就能完成超高灵敏度的miRNA检测。在该方案中,目标miRNA序列结合两条单链DNA（ssDNA）探针形成三向交叉结构,引发双重聚合切口反应的同时导致大量的后续引物累积,接着以大幅扩增的序列复制和延伸模式触发多个RCA反应,最终获得产量可观且尺寸大小各异的dsDNA。然后,这些dsDNA特异性结合SG I后可获得显著增强的荧光发射,导致目标miRNA检测的灵敏度大幅提升。该策略的线性检测范围在1 fmol/L～10 pmol/L之间,检测限为0.86 fmol/L。其中,环状DNA模板的预合成处理,使得RCA效率得到了进一步提高。此外,该实验方案还成功试验了稀释后的人血清样品中miRNA的加标回收测试,其结果不仅证明了该策略在检测不同核酸序列方面有着巨大潜力和通用性,还可能在生化分析和临床诊断中有着潜在的应用。3.目标物催化组装形成的金属离子DNAzyme用于放大检测ATP在该项工作中,我们基于TSDR和依赖于金属离子的DNAzyme参与的双重循环放大策略,展示了一种无需酶辅助且无需信号标记的敏感检测方案,可检测人体血清中的ATP。在该方案中,当ATP结合到适体识别探针相应的区域时,可使原适体的结构发生一定转换,暴露出用于TSDR再循环过程的toehold区域。随后,利用DNA燃料链的辅助催化组装成大量的DNAzyme结构。进一步结合的发夹底物后,可在Mg2+的作用下发生循环催化裂解。这样反复的进行循环裂解可导致大量的富G序列游离出来。这些游离的富G片段与硫黄素T（ThT）染料缔合后使得整个体系的荧光发射大大加强,最终灵敏的检测ATP。该策略的动态检测范围为50～600 nmol/L,检测限为20 nmol/L。此外,该传感系统在ATP与其他类似干扰分子间也有着很高的辨别能力,在稀释后的人体血清中进行的ATP加标回收试验,结果也在可接受的范围内。因此,这说明该简便策略在实际应用研究或疾病诊断中有着巨大的潜力。