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随着生存环境的不断恶化，肺癌已成为世界上最常见的恶性肿瘤之一。全球每年新发肺癌患者大约有70万人，其中1/3患者在中国。肺癌成了第一大夺命癌，而且发病率持续上升。非小细胞肺癌(non-small-cell lung cancer,NSCLC)约占肺癌发病率的85％，对于非小细胞肺癌的诊断和治疗追在眉睫。然而，目前对非小细胞肺癌的早期检测和治疗仍然存在很大挑战。本文基于核酸适配体S6对非小细胞肺癌细胞的特异性识别能力，设计了适配体S6-菁染料超分子cy-M荧光探针，实现非小细胞肺癌活细胞的高灵敏、高特异性检测。在此研究基础上，构建了一种新型智能靶向药物运输体系，实现了抗肿瘤药物对非小细胞肺癌的精准靶向治疗，为临床实现高效低毒的化疗效果提供了新的给药方式。主要研究内容如下: 1.非小细胞肺癌细胞高灵敏、高特异性检测体系的构建: 基于非小细胞肺癌核酸适配体S6对NSCLC的特异性识别，构建了全新的高灵敏、高特异性NSCLC检测体系。首先，首次发现核酸适配体S6在生理环境条件下可形成一种稳定的特殊DNA二级结构—G-四链体。进一步的研究表明，菁染料超分子cy-M可以特异性识别上述S6G-四链体结构。S6G-四链体与cy-M结合后，不仅可以将菁染料的荧光强度提高6000倍之多，而且溶液的颜色发生明显变化。由此，基于核酸适配体S6对非小细胞肺癌细胞的专一识别能力以及菁染料荧光超分子cy-M对S6G-四链体结构的特异性响应，构建了一种高灵敏、可视化、操作简便的非小细胞肺癌检测新方法，并将此方法成功应用于人血清及临床胸水样本的检测。在人血清样本中，检测范围为0至3×105个细胞，检测限低至每500微升中4个细胞;在临床胸水样本的检测中阳性率达89％。上述研究为NSCLC的诊断、早期检测、病程进展等方面提供了一种全新的检测方法，具有重要临床应用价值。该部分工作内容已发表于《Talanta》。 2.非小细胞肺癌新型智能靶向载药体系的构建: 面对全球严峻的抗癌形势，如何在提高肿瘤治疗效果的同时，降低抗肿瘤药物的毒副作用以减轻患者的痛苦，延长患者的生存期，已成为重大的社会问题。当前，多柔比星、顺铂等一线抗癌药物虽然在临床上取得了较好的抗癌效果，但同时也会对人体产生严重的毒害作用，因此，开发高效靶向肿瘤细胞并在肿瘤细胞内自动释药的载药体系显得十分必要。目前，靶向载药体系的释药机制有酶裂解、pH浓度差和化学键断裂等等，根据细胞内外离子浓度差释放药物的载药体系还未见报道。在前面工作的基础上，基于核酸适配体S6对非小细胞肺癌细胞的特异识别能力以及Hu22G-四链体在细胞内外不同离子浓度环境中构型转变的特性，设计了一个新型智能靶向载药体系。该体系包含Hu22序列、S6序列以及一段Hu22和S6间的连接序列，其中Hu22序列具有“智能释放”药物的作用，S6序列可特异性“靶向识别”肿瘤细胞，两者结合可以同时实现“靶向”和“释放”，简单高效，避免了抗癌药物对正常细胞的损伤，为肿瘤的高效治疗提供更精确的靶向给药模式。该部分工作内容已经申请专利。