肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤,约占总体癌症发病率的11.4%。快速准确分析肺癌相关生物标志物对疾病诊断、监测、治疗及预后意义重大。相较于蛋白质和基因组,miRNA参与癌症癌变全过程,且在癌症患者与健康人群中表达差异稳定,有望成为重要肿瘤标志物。DNA纳米技术的发展推动了信号放大技术革新。熵催化驱动、杂交链式反应和催化发夹组装技术被相继发明。这些技术通过不断形成杂交双链或循环靶标输入来增强信号,最终实现低浓度靶标检测。然而,这些无酶信号放大技术只注重对miRNA进行均权放大,而忽视了生物样品中miRNA的差异表达蕴含的特征信息对癌症诊断的重要意义。受DNA分子计算技术启发,我们开发了一种加权放大分子计算策略。其一聚合酶诱导的链置换被用于对不同靶标进行权重赋值,以保留靶标的特征信息。其二使用固定化DNA催化颈环组装对释放的权重信获悉更多息进行数字放大,忠实还原不同靶标释放的信息并实现低浓度靶标的诊断。支持向量机被用来识别非小细胞肺癌特异性的miRNA并为健康个体和肺癌患者的最佳分类赋予相应权重。依据设计理念和筛选结果设计DNA结构,聚丙烯酰胺凝胶电泳和荧光动力学测量被用来验证独立和组合运行状态,最终实现稳定运行。在最后的诊断性能评估中,我们使用合成样本、细胞样本和组织样本进行诊断评估。我Compound C浓度们根据肺癌和健康个体的miRNA表达谱,制作的20例合成样本,诊断准确率为100%。3种肺癌细胞与1种正常细胞诊断结果与细胞类型完全对应。在10例癌旁和18例非小细胞肺癌患者的临床组织mediastinal cyst样本诊断中,准确率为92.86%,整个诊断流程在30分钟内完成。总之,我们提出了一种基于miRNA的肺癌直接诊断的加权放大分子计算策略。聚合酶诱导的链置换反应通过释放权重DNA链为不同的miRNA生物标志物赋予权重,而固定化DNA催化颈环组装则对这些权重DNA链进行数字放大。利用这一技术可在30分钟内对肺癌组织直接诊断。