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量子点（QDs）作为一种新型荧光纳米材料,具有众多独特的光学特性,如高荧光量子产率、宽谱带吸收、窄谱带发射、发射峰连续可调,以及优良的抗光漂白性等。荧光编码微球（microbead）悬浮阵列具有更快的反应动力学、重复性好、制备成本低等优点,提供了高通量分析检测平台,在生物分析和疾病诊断等领域具有广泛应用。以量子点作为荧光团制备的荧光编码微球（Qbead）具有亮度高、编码容量大的突出优势,适用于生物分子（核酸、蛋白质）的多元分析。目前,简单利用核酸杂交/分子识别的荧光编码微球分析,检测灵敏度还无法满足临床分析要求。基于PCR和等温扩增（isothermal amplification）的信号放大技术为提高生物分子检测灵敏度提供了有效途径。各种等温扩增反应如链式取代反应（strand displacement amplification,SDA）、滚环扩增反应（rolling circle amplification,RCA）等具有简单、快速、高效、反应条件温和等优点,成为近年来的研究热点。本论文以核酸（G4-DNA、miRNA）检测为研究目标,构建了稳定的“核-壳”结构的量子点荧光编码微球作为检测平台,在其表面分别引入靶标触发的RCA和NASDA扩增反应,发展了“isothermal amplification-on-Qbead array”一体化的兼具高灵敏性和多元性的分析方法,可用于实际生物样品核酸分析。论文主要研究结果如下:1.采用溶胀挥发/St?ber法,制备了二氧化硅包覆的双色量子点混合掺杂聚合物微球,调节双色量子点掺杂比例,获得了3种荧光编码;采用连续St?ber法制备了双色量子点分层掺杂二氧化硅球,双色量子点分置于核和壳中,调节双色量子点掺杂比例获得了3种荧光编码。所制备的两种量子点荧光编码微球均具有核-壳结构,具有优良的荧光编码稳定性。2.以二氧化硅包覆的量子点混合掺杂聚合物微球为检测平台,利用RCA实现信号放大,发展了“RCA-on-Qbead array”一体化分析法用于人骨髓增殖性肿瘤（MPN）基因组G4-DNA多元、灵敏分析。Qbead表面偶联捕获DNA并杂交padlock探针。在T4连接酶和phi29聚合酶存在条件下,靶标触发Qbead表面的滚环扩增反应,反应时间优化为60 min。Qbead表面滚环扩增产生具有G4序列串联重复的长DNA链,可通过G4特异性探针酞菁化锌（ZnPc）进行标记,形成G4/ZnPc纳米线。进一步,采用流式细胞术,以3种Qbead荧光编码为识别信号,以G4/ZnPc纳米线的荧光信号为检测信号,可实现MPN基因组G4-DNA（telo,k-ras,bcl-2）的同时分析,检测限0.5 ng/μL。G4/ZnPc还具有类辣根过氧化物酶催化活性,在H2O2介导下催化luminol化学发光。以Qbead表面G4/ZnPc纳米线催化的化学发光为检测信号,通过顺序分析,实现了最少0.05 ng/μL MPN基因组三种G4-DNA的高灵敏检测,线性范围达到5个数量级。3.以量子点分层掺杂二氧化硅微球为检测平台,利用NASDA实现信号放大,发展了“NASDA-on-Qbead array”一体化分析方法用于HepG2细胞粗裂解液miRNA直接、多元分析。Qbead表面偶联特殊设计的茎环结构（stem-loop）DNA探针,茎环结实现了该探针剪切识别位点杂交封闭,primer 3’-末端悬挂、延伸功能失活,G4序列锁定。该探针特异性识别靶标并发生构象改变,导致剪切识别位点暴露、primer延伸功能激活,G4序列解锁,在剪切酶和聚合酶辅助下发生SDA扩增。Qbead表面的NASDA扩增产生大量的茎-G四链体（stem-G4）结构,并可通过G4特异性探针Ru-DI标记其中G4结构。标记的Qbead-NASDA产物产生“核-壳-卫星”的荧光超结构,导致Qbead发光颜色改变,可通过显微荧光成像方法实现分析检测。该分析方法检测限低至600拷贝,线性范围宽至4.5个数量级,并且具有点突变区分能力。在实际样品分析中,该分析法实现了最少500个肝癌细胞裂解物中的3种miRNA（miRNA-16、miRNA-221、miRNA-21）同时的定量分析。