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嵌入结合模式是客体分子与双链DNA（dsDNA）结合的重要方式，但从单分子水平对嵌入作用及其影响因素进行实验研究仍是一个挑战。本论文中，利用基于原子力显微镜（AFM）的单分子力谱技术，结合AFM针尖表面修饰技术，从单分子水平实现了对小分子芘与dsDNA间嵌入作用的直接测定，加深了对嵌入作用本质的认识；同时以断裂力值为信号，从分子水平发展了基于嵌入作用差异的错配dsDNA的探测新方法。利用单分子力谱方法，从单分子层次对比研究了平面型分子芘与完全匹配dsDNA间、芘与含错配碱基对dsDNA间的嵌入作用。修饰芘分子，使其经过一段较长的柔性聚乙二醇（PEG）链共价连接到AFM的针尖上；同时将包含有25个碱基对的dsDNA通过硫-金键固定在金基底表面，实现对芘与dsDNA间嵌入作用解离力的直接测定。结合力曲线的形貌、合理的断裂长度分布、高分子单链拉伸模型的拟合以及空白对照实验等判据，我们确认了单分子水平的芘与dsDNA嵌入作用的解离。研究表明，在力加载速率为5.0nN/s时，芘与dsDNA间嵌入作用解离力值约为54pN；而与含错配dsDNA间嵌入作用的解离所需的力值在37pN左右，且与错配碱基对的类型和错配碱基对的数量无关。同时，动态力学谱表明，芘从完全匹配dsDNA中或含错配碱基对dsDNA中解离的过程都包含有两个能垒。基于此，以芘作为探针分子，利用单分子力谱，我们提出了一种从单分子水平探测dsDNA分子中错配位点的新方法，即使对单错配dsDNA也能显示出与全匹配dsDNA具有明显差异的断裂力值。基于单个芘分子与全匹配dsDNA以及单错配dsDNA间嵌入作用的差别，我们以芘作为探针，通过增加可探测嵌入结合的数量将这种差异放大，对全匹配dsDNA以及单错配dsDNA在金表面不同修饰区域进行了区分检测。研究表明，将针尖修饰上芘，利用AFM力图方法，不论是微接触印刷方法修饰的单类型dsDNA的条带化金表面，还是结合微接触印刷技术和化学吸附组装技术得到的两类dsDNA相间修饰的图案化金表面，都能检测到条带清晰的作用力图。这种以断裂力值作为信号，对不同类型dsDNA在金表面上的不同修饰区域区分检测的新方法，可以成为DNA芯片技术中一种新的检测手段。