随着近年来生活水平提高,传染病等慢性疾病致死率降低,癌症逐渐成为中国居民健康的重要威胁因素。早期癌症诊断及有效靶向癌症组织给药成为新时代的挑战,对人类健康至关重要。本文探究生物兼容性纳米材料的合成,并结合纳米材料与表面增强拉曼散射,进行肿瘤标志物microRNA(miRNA)的检测,之后进一步利用纳米材料的生物兼容性,制备生物成像及药物载体纳米探针,进行肿瘤细胞内mRNA的跟踪和药物靶向释放。本论文主要包括以下三个部分:(1)合成了分散性良好、粒径均匀、尺寸约20 nm的金纳米颗粒(Au nanoparticle,AuNP)。参照文献,通过乙二醇还原三氟乙酸银的方法合成了具有明显棱角的尺寸约35 nm银纳米立方体(Ag nanocube,AgNC),并以银纳米立方体为牺牲模版,通过氯金酸刻蚀合成尺寸约40 nm的中空孔壁金纳米笼(Au nanocage,AuNC)。合成的纳米材料均通过透射电镜及紫外吸收光谱进行表征。(2)构建了一种新型的对称信号放大的表面增强拉曼散射(suface enhanced Raman scattering,SERS)传感分析方法,用于同时定量检测多重miRNAs。传统的检测多重目标物的传感分析方法中,两种或两种以上的探针被连接在载体或释放到溶液中,由于实验操作过程中不可避免的人为偶然误差或系统误差,造成反应体系中探针数目的不均衡,从而导致对多重目标物检测的误差。尤其对于检测微量的目标物,会造成相对较大的检测误差。该体系引入了基于链置换扩增(strand displacement amplification,SDA)的对称信号放大(symmetric signal amplification,SSA)反应,设计了包含两种识别序列的DNA-链接-DNA双功能探针,DNA探针的两端通过DNA连接子连接,所得DNA探针具有对称结构,包括具有绝对相同数目的两个探针,作为SSA的模板。SSA旨在同时检测、等温扩增和测量两种类型的miRNA,操作简单,灵敏度高,特异性强。有效的等温扩增技术将大大简化核酸的分析检测,通过对照实验结果分析,与单独检测miRNA的方法有良好的一致性。进一步通过检测细胞内的miRNA,验证了该方法在复杂体系中的实用性。该方法具有简单、稳定和高效的优点。本方法具有广泛适用性,只需改变DNA探针的序列,即可同时检测多种miRNA和其他生物活性分子。(3)采用前期工作中所制备的金纳米笼,利用金纳米笼的中空特性,装载抗癌药物阿霉素分子,并设计特殊形态DNA,通过金硫共价键修饰于金纳米笼的表面,进行金纳米笼壁孔的封堵,制备包含有阿霉素药物分子的金纳米笼生物探针。当包含有药物的金纳米笼生物探针通过自我运输进入乳腺癌细胞时,细胞中存在的三种特有的mRNA,通过与DNA结构中的链特异性杂交反应,将金纳米笼的封堵打开,金纳米笼中的阿霉素得以释放到细胞中去。金纳米笼生物探针的无生物毒性使其可作为良好的药物载体;药物释放通过简单核酸链置换反应,使其在细胞中完成度高;并且只有在三种mRNA同时存在才可引发探针中的药物释放,使其具有选择性可控释放,该方法可实现癌细胞的有效靶向药物治疗。