生物体内的很多生理过程都涉及到蛋白质、DNA和RNA等高分子的迁移,例如,DNA和RNA穿过核孔,蛋白质穿过薄膜,病毒注射入细胞等等。由于其在生物技术上的重要价值,科研工作者对生物大分子穿越纳米孔道的研究十分感兴趣。对这些迁移过程的研究有助于我们更深入地了解这些生理过程,同样会产生一些潜在的应用前景,例如,DNA测序、基因治疗和可控的药物输送。在本文第二章中,我们采用分子动力学方法对线型高分子链穿越孔道的过程进行了模拟。结果表明对于不同的外电场力,迁移时间的标度行为都出现交叉现象,并且在短链时符合τ-N2v,在长链时符合τ-N1+v。统计了迁移时间的分布,发现其在峰值之前的部分接近高斯分布,在峰值之后的部分呈现指数衰减。在本文第三章中,我们采用分子动力学方法对环型、打结及折叠高分子链穿越孔道的过程进行了模拟。对于环型高分子,在不同外电场力的作用下,迁移时间的标度行为出现交叉现象,并且长链部分的标度指数接近于双链DNA穿孔实验的结果。无论是长链还是短链,其标度指数在数值上都比线型高分子的结果要小。迁移时间的分布行为与线型高分子的结果呈现类似的趋势。对于打结高分子,其迁移时间的分布出现新奇的双峰现象,在主峰之前,出现了次峰。当外电场力增大时,次峰慢慢地变大,之后达到最大值,接着又慢慢减小直至消失。对于折叠高分子,对称折叠与非对称折叠的高分子对应迁移时间的分布呈现不同的趋势。对称折叠高分子迁移时间的分布与环型高分子的结果类似,并且呈现清晰的单峰分布。非对称折叠高分子迁移时间的分布则没有出现清晰的单峰。在混合NDA穿孔实验中,迁移时间的分布是否呈现单峰,可以区分出一条高分子是非对称折叠的,还是对称折叠或者线型的。在本文第四章中,我们采用分子动力学方法对单链DNA等分子穿越孔道的过程进行了模拟,并且在记录DNA单体穿越孔道的居留时间的基础上,提出了一种预测DNA链序列的方法。应用该方法预测了二十条不同序列的DNA链,平均准确率在94.7％左右。在单链DNA穿过纳米孔道的实验中,如果能够准确地记录下每个单体的居留时间,就可以从居留时间图中一次性地预测出整条DNA链的序列,为DNA链序列的测序提供了一种高效、低成本的方法。