特定单链核酸的检测在基因分析、临床诊断以及医学研究等领域应用广泛,近年来,许多检测单链核酸的方法不断涌现。其中,荧光和化学发光分析法由于具有仪器设备简单、灵敏度高、选择性好等优点,受到广大科研工作者的青睐。但是,在检测实际样品时,目标核酸的含量通常很低,因此需要进一步提高核酸检测方法的灵敏度。相比于聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)信号放大技术,恒温信号放大技术具有操作简单、适用性强等优点。本论文利用纳米材料、磁分离以及等温信号放大技术,在发展高灵敏核酸检测方面做了以下四个工作：1.利用核酸外切酶Ⅲ(Exo III)辅助的信号放大技术,结合嵌入型荧光染料SYBR GreenI与双链DNA作用前后体系荧光强度的变化,建立了一种新方法用于目标DNA的检测。当不存在目标DNA时,SYBR Green I嵌入到HP的双链部分,体系的荧光强度显著增强；当体系中加入目标DNA时,目标DNA与HP的环状部分杂交,茎。环结构被打开,形成双链DNA结构。Exo III将从HP的3’羟基末端逐个将其水解成5’单核苷酸的碎片。在Exo III降解HP的过程中,目标DNA会从HP上释放下来,并继续与另外一条HP杂交形成双链,诱导新一轮的循环。反应完成后,体系中的双链含量减少,加入SYBR Green I之后,体系的荧光信号减弱。该方法检测目标DNA的检出限为160 pM,并且能够有效地区分目标DNA与碱基错配序列。此外,该方法不需要对核酸序列进行修饰,可以节约实验成本。2.利用核酸Exo III辅助的信号放大技术,结合磁分离与恒波长同步荧光扫描技术,构建了一个普适的传感器同时检测两种目标DNA。通过链霉亲和素与生物素之间的特异性结合,将3’端修饰荧光染料的发夹结构偶联到磁珠表面。当体系中不存在目标DNA时,发夹结构的DNA不会被Exo III剪切,磁分离后,上清液中的荧光信号很弱。当体系中存在目标DNA时,目标DNA把发夹结构打开,形成双链DNA结构。Exo III从发夹结构的3’羟基末端逐个将其水解成5’单核苷酸的碎片,修饰在3’端的荧光染料释放到溶液中。在Exo III降解探针的过程中,目标DNA会重新变成单链结构,并继续同另外一个发夹结构杂交形成双链DNA,诱导核酸Exo III对新的发夹结构进行降解从而进入新的循环。反应后,通过磁分离,上清液当中的荧光信号显著增强。选择合适的荧光染料修饰不同的发夹结构,结合恒波长同步荧光扫描技术,可以实验两种目标DNA的同时检测。3.利用氧化石墨烯(GO)与脱氧核酶(DNAzymes)之间的相互作用,结合GO对单、双链核酸的吸附能力的差异,我们构建了一个均相的化学发光体系用于目标DNA的检测。当体系中不存在目标DNA时,通过π-π；堆积作用,PHIV吸附到GO表面,体系的化学发光强度很弱。当体系中加入目标DNA时,目标DNA与PHIV的目标识别区域杂交形成双链DNA结构。由于双链DNA与GO的作用力减弱,此时目标DNA与PHIV形成的复合物远离GO表面,体系的化学发光强度增强。该方法具有以下优势：(1)相比于荧光探针,本实验中使用的探针制备方法更简单,可以有效地降低实验成本。(2)该方法不需要使用复杂实验技术和实验仪器,并且灵敏度高、选择性好。此外,通过改变探针的碱基序列,该方法可以拓展到检测其它生物大分子。4.利用恒温链置换聚合反应(Isothermal Strand-Displacement Polymerase Reaction, ISDPS)辅助的信号放大技术,结合磁分离以及化学发光成像技术,建立了一种新方法用于目标DNA检测。将5’端修饰氨基的发夹结构HHIV-1偶联到羧基化的磁珠表面。HHIV-1环部分能够与目标DNA互补配对,茎部分有10个碱基互补配对。当体系中不存在目标DNA时,HHIV-1不能被修饰生物素的Primer-1打开,体系的化学发光信号很弱。当体系中存在目标DNA,目标DNA将HHIV-1的发夹结构打开,修饰生物素的Primer-1结合到HHIV-1与目标DNA形成的复合物上,启动聚合反应。聚合过程中,目标DNA从复合物上释放下来,与另一个HHIV-1结合,重新启动聚合反应,从而达到信号放大的效果。利用以上探针检测不同目标DNA时,需要使用不同的发夹结构偶联磁珠。为了简化实验操作步骤,我们将5’端修饰氨基的Primer-2修饰到磁珠表面,将生物素修饰在发夹结构上。检测不同的目标DNA时,只需要变换发夹结构的碱基序列。通过改变发夹结构碱基序列,结合化学发光成像技术,该方法有希望用于多种目标核酸的同时检测。