DNA分子可以通过序列互补域的杂交,组装成预先设计好的形状或图案。而DNA折叠结构具有很高的空间寻址能力,可作为操作平台或活性成分在大量的生物技术中应用。DNA是一种真正可编程的材料,因此为开发新的分子器件和生物传感器开辟了许多可能性[1,2]。基于DNA的上述优势,本文制备了四种基于DNA纳米技术的分子器件,相关工作及获得的研究结果如下:1.基于pH调控的双链-三链置换反应的研究及构建DNA折纸图案创新性地将双链-三链置换反应应用到构建动态结构当中,在DNA折纸平台上建构了一种携带生物信息的分子器件。根据DNA右手螺旋和反向平行的性质,在DNA折纸上挑选合适的方向和位点进行修饰,根据沃森-克里克碱基配对原则,合理设计“订书钉链”的序列,使短单链与长支架链结合形成双链结构,生成面积为100×70 nm2的长方形DNA折纸并在折纸上构建了不同的图案。当p H为7.8时,图案1显现,当p H调节至5.0时,图案1消失同时图案0出现。此外,由于双链-三链置换反应是由p H控制的可逆反应,故DNA折纸图案是动态可控的。2.大空腔三维DNA晶体的制备与表征研究DNA双链杂交的条件、形成稳定的张拉整体三角形的条件、DNA晶体培养条件以及DNA晶体的表征方法。本文设计的4T7张拉整体三角形基序所形成的晶体具有前所未有的超大空腔,其晶胞体积为2409 nm3,比过去报告的最大的晶格尺寸还要大两倍,空间群为R3,晶胞参数为a=b=c=135.8（?）,α=β=γ=98.6°。3.非对称单元双张拉整体三角形AB系统的序列设计及晶体培养在张拉整体三角形基序中引入三螺旋形成寡核苷酸Triplex Forming Oligonucleotides（简称TFOs）,研究4T28对称张拉整体三角形、携带TFOs的4T28对称张拉整体三角形、非对称单元双张拉整体三角形AB系统（简称非对称AB系统）以及携带TFOs的非对称AB系统共四种基序的结晶条件,成功制备了四种不同基序的晶体,证明了通过将携带染料的TFOs结合到晶体上来控制晶体颜色的可行性,获得了非对称AB系统的衍射数据,空间群为P1,晶胞参数为a=141.986（?）,b=142.924（?）,c=145.173（?）,α=105.712°,β=106.051°,γ=106.155°。4.基于催化发夹自组装反应和熵驱动放大策略的联合级联放大策略的无酶micro RNA荧光生物传感器本文提出了一种将催化发夹自组装反应和熵驱动放大策略相结合的无酶荧光生物传感器,用于检测mi RNA-21,在50f M到1p M区间内荧光响应与mi RNA-21浓度的对数呈线性关系,其检测限低至1.3f M,比CHA低100倍左右,具有良好的敏感性和选择性,在临床应用中具有广阔的前景。