蛋白质的糖基化作为一种十分重要的蛋白翻译后修饰，是在糖苷酶的催化作用下将糖链等生物分子转移到多肽链上，并且和特殊的氨基酸形成糖苷键的生化反应。它对蛋白质的活性和结构，以及功能产生重要的影响，同时它与细胞的各种生理活动和大量疾病的进程相关。研究发现，异常糖基化发生在所有类型的实验性癌症和人类癌症中，是癌症发生和发展的分子基础和生化机制，从而可以作为一种新的生物标志物用于癌症的早期诊断和检测。然而目前，蛋白质糖基化的分析通常需依靠糖蛋白组学和质谱技术，以及一系列的芯片技术等对糖基化进行定量和定性的分析，实验过程相对繁琐以及难以实现可视化成像，严重限制了基于糖基化检测对癌症发生的机理研究和分析检测。因此，开发一种灵敏、简单的可视化检测糖基化的技术对癌症糖基化研究和肿瘤早期诊断诊疗具有非常重要的意义。
　　本论文采用糖代谢标记技术(Oligosaccharidemetabolismengineering,MOE)，结合肿瘤细胞的核酸适配体识别探针和DNA纳米技术中的信号放大策略—杂交链式反应(Hybrid chain reaction, HCR)，发展了一种灵敏度高、选择性好的癌细胞表面荧光可视化成像的糖基化分析检测方法，具体内容如下：
　　一、基于trigger重构触发的DNA杂交链式反应用于的蛋白特异性糖基化成像
　　根据人急性白血病细胞系CCRF-CEM的核酸适配体的特异性靶标为糖蛋白的特点，将触发HCR的触发DNA链裂为两个部分，分别利用点击化学反应和Aptamer特异性识别，将HCR的两个DNA链结合到蛋白和该蛋白的糖基化位点上，通过临近效应使两个DNA重新构成完整的触发链，从而诱导信号发卡探针进行HCR组装，实现特定糖基化荧光信号的增强和放大。通过电泳实验和荧光实验优化了反应触发的时间和探针比例，确定了该策略用于糖基化检测的最佳实验条件。实验结果显示该方案具有很好的选择性，能够准确区分出CEM细胞的糖基化。进一步实验发现，CEM细胞在经过不同浓度的衣霉素处理过后糖基化可被不同程度的抑制，从而实现了对癌细胞表面糖基化基于荧光信号的直观准确的可视化分析。该方法能显著的提高荧光信号成像的对比度，灵敏度高，具有很好的选择性，为癌症细胞膜蛋白糖基化成像分析提供了一种有效方法和工具。
　　二、基于局部链置换反应触发的HCR放大用于蛋白质特异性糖基化的检测
　　针对上述方法中分析糖基化只能利用到靶标糖蛋白上一个位点的标记探针用于重构HCR的触发链、可能导致检测灵敏度不高的问题，我们根据一个糖蛋白通常含有多个糖基化位点的特性，利用一种局部链置换触发的HCR信号放大方式，通过在靶标上引入一个链置换反应，融合核酸适配体的DNA探针APT能够靶向糖蛋白，而发卡探针G1通过点击化学连接在糖基化位点上并且与APT杂交打开发卡，再由G2发卡探针与G1发卡杂交竞争下释放APT探针，最后释放后的APT探针与其他位点上的G1探针杂交，继续循环之前的步骤直到该蛋白上所有标记上G1探针的糖基化位点都形成一个G1/G2杂交体。而带有trigger的G2可以进一步触发HCR反应，理论上每一个糖基化位点上都能触发一个HCR反应。经过电泳和荧光实验证明了该实验方法的可行性，并且进一步优化了探针的反应时间和探针的比例，达到最佳实验效果。实验结果显示，该方案能够成功在癌症细胞表面触发用于检测癌症细胞的糖基化，理论上该方案能够更加准确可靠的反映蛋白质特异性糖基化位点的信息和糖基化的程度。