本发明提供一种基于四面体纳米结构DNA的信号探针及其制备方法和用途，所述信号探针包括：正置四面体纳米结构DNA和复合物，所述复合物包括倒置四面体纳米结构DNA和生物素修饰的核酸适配体，所述倒置四面体纳米结构DNA的其中三个顶点均延伸有所述生物素修饰的核酸适配体；所述倒置四面体纳米结构DNA的另一个顶点能与所述正置四面体纳米结构DNA的其中一个顶点杂交；所述核酸适配体能与待测循环肿瘤细胞识别并结合。本申请中的探针用于实现对循环肿瘤细胞的识别、捕获及检测，不仅降低了成本，而且检测高效、稳定，而且依据这一技术进行的诊断方法具有很高的应用价值。