恶性肿瘤是严重威胁人类健康的主要疾病之一，其早期检测与诊断对于降低患者死亡率、改善治疗效果具有重要意义。在众多检测靶点中，检测癌变细胞DNA的变化被认为是最直接、可靠且早期的检测方式之一。

G-四链体是由富含鸟嘌呤的DNA序列形成的一种特殊二级结构，其形成、解聚以及不同结构之间的转变涉及体内一系列与肿瘤发生发展密切相关的调控过程。在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室唐亚林研究员课题组多年来致力于菁染料超分子聚集体识别和标记肿瘤相关DNA结构的研究，在识别特定结构DNA G-四链体方面取得了系列进展（J. Phys. Chem. B., 2008, 112, 8783-8787; Chem. Comm., 2009, 1103-1105）。德国韦顿-赫德克大学的Hans J. Lipps教授和剑桥大学的Daniela Rhodes教授在其综述中评价这一成果“为深入认识人体端粒序列中的G4结构提供了新的证据和方法”（Trends in Cell Biology, 2009, 19(8), 414-422）。

课题组研究人员将这一检测技术成功应用于实际生理条件，在溶液体系和界面体系中实现了对特定DNA G-四链体结构的识别（Anal. Chem., 2010, DOI: 10.1021/ac1017716）。在此基础上，该课题组通过对染料分子的结构设计，实现了在分子水平上对平行/混合结构DNA G-四链体的高特异性、高灵敏性识别。该成果发表在核酸领域重要期刊《Nucleic Acids Research》（2010, 38, 1022-1033，影响因子7.479）上，受到国内外同行的关注。

这一技术为特定DNA结构的识别与标记提供了新思路，有望应用于肿瘤早期预警与诊断。目前课题组正与医院合作，将这一技术用于临床样本的检测及相关试验，并已取得进展。