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DNA纳米技术的进步使得DNA纳米结构在生物化学、材料科学和生物医学领域得到广泛应用。本课题基于DNA纳米技术，设计了球形核苷酸和DNA四面体两种DNA纳米结构，将其分别应用于DNA/RNA检测和细胞成像研究。 本课题第一部分构建了基于多聚腺苷酸的球形核苷酸纳米结构并且将其应用于DNA/RNA检测。球形核苷酸由双嵌段DNA和纳米金核心组成，其中双嵌段DNA包括一段多聚腺苷酸序列和一段识别序列，识别序列与荧光分子标记的报告序列部分杂交。传统的球形核苷酸受其组装策略和检测策略限制，无法实现对纳米金表面DNA空间构象和杂交能力的精准调控。本课题通过多聚腺苷酸组装球形核苷酸可以实现纳米金表面空间的精确调控，通过链取代反应对球形核苷酸与目标序列的杂交能力进行精确调控。灵敏性研究表明，随着球形核苷酸中双嵌段DNA上多聚腺苷酸长度增加，检测限从100pM规律性地降低至10pM。特异性研究表明，球形核苷酸能够显著区分随机非目标序列和单碱基突变的非目标序列。为了避免实际检测过程中可能出现的假阳性结果，我们采取共组装策略实现了多种目标microRNA同时检测。模拟血清样本的检测结果说明，球形核苷酸具有用于临床生物样本检测的潜能。 本课题第二部分构建了DNA四面体纳米结构，并将其应用于细胞成像研究。DNA四面体能够进入细胞并且具有良好的生物相容性，即使在高浓度时也不对细胞产生毒性效应。我们在DNA四面体的一个顶点修饰荧光分子，将其孵育进入细胞，通过收集荧光信号可以得到DNA四面体在细胞中的位置、形态等信息。除此之外，我们还对DNA四面体的另一个顶点修饰化学基团-NH2，通过sSMCC将乙肝表面抗原连接在该顶点，利用DNA四面体将乙肝表面抗原成功带入细胞。研究结果证明，DNA四面体不仅能够进入细胞并且稳定存在，它还能携带功能性的生物大分子进入细胞。以上研究结果表明，DNA四面体具有成为活细胞成像工具的潜能。