在传统的核酸检测研究中,往往需要加入特定的试剂、荧光剂或者探针等,同时也带来操作步骤繁杂、成本高、污染样品、污染环境等问题。本论文在不添加荧光剂或者探针进行标记的情况下,利用常规光荧光方法,对影响单链脱氧核糖核酸样品(ssDNA)荧光特性的多个因素进行了实验研究,并结合ssDNA的结构特点分析了造成这些影响的物理机制。在此基础上,还探索了不同影响因素下ssDNA样品的无标记鉴别方法。本文的主要内容和重要结果如下:(1)研究了样品溶液浓度、体积和单链碱基数目等因素对单种碱基ssDNA样品(仅含A、C、T、G四种碱基中的一种)光致发光特性的影响,证明了溶液体积对样品荧光特性的影响微弱,可以忽略。而样品的荧光强度随着溶液浓度和单链碱基数目的增大而非线性增强。此外,当激发波长为270-490 nm时,样品发射波长范围均为350-600 nm,说明四种碱基能级结构具有相似性。但是,由于化学键种类和数量差异,也导致了四种样品具有不同的激发波长-发光波长关系及激发波长-发光峰强度关系。(2)在激发波长280-310 nm范围内,对浓度或单链碱基数目不同的单种碱基ssDNA样品的光荧光特性进行了对比分析,发现可根据发光谱谱形特点、峰值波长及总体强度等对四种样品进行有效鉴别。这种鉴别方法具有一定的浓度和单链碱基数目的鲁棒性。(3)将两种不同的单种碱基ssDNA样品按不同体积比混合,研究了 ssDNA混合溶液的光致发光特性,实验结果表明:样品混合后,不同ssDNA之间存在较为复杂的相互作用,通过引入唯象的相互作用光谱项M,可以较准确地描述ssDNA相互作用对混合样品光致发光特性的抑制和增强现象,并且更好地与物理机制对应。(4)综合前述实验结果,结合ssDNA结构和能带特点,可以得出:碱基结构中存在共轭双键,产生π-π*电子跃迁。样品浓度、碱基序列的变化以及受到样品溶剂的极性的影响,会发生n-π电子共轭作用,使得电子能级结构发生变化,影响其光荧光特性。本文的方法和结果对ssDNA的光电物理特性研究有着重要意义,并可以为实现无损ssDNA检测提供参考。