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DNA分子自组装是指利用核酸序列的可设计性以及碱基配对的高度可控性，自下而上，实现多种维度DNA纳米结构的程序化精确构造。利用DNA分子自组装技术可以构建从一维到三维不同形状的纳米结构，并且这些结构在微纳米电子学，纳米生物学等众多领域有许多潜在的用途。本文利用分子瓦自组装和DNA折纸术分别构建了两种不同尺度的DNA纳米管，讨论了其组装机理并表征了所制得的结构;利用T4DNA连接酶加固了分子瓦自组装制备的DNA纳米管结构;采用探针杂交法在两种纳米管的外侧连接不同直径的AuNPs，构建出不同形貌的杂化结构并对其进行了表征。具体研究内容如下:
(1)采用分子瓦自组装技术，以双交叉DNA分子瓦为组装单元，通过粘性末端的碱基互补配对使得分子瓦之间相互连接形成二维管状结构，对DNA纳米管的形成机理进行了分析并预测了最可能形成的DNA纳米管的直径。使用非变性PAGE，TEM，AFM和荧光显微镜对组装后的DNA纳米管进行了表征。结果表明组装成功的DNA纳米管直径大小不一，在7到20nm之间均有分布，长度最长可以达到60μm。结果还显示DNA纳米管在原子力针尖作用下很容易破裂成二维条带状结构。
(2)针对分子瓦自组装形成的DNA纳米管很容易破裂的原因，在构成分子瓦的DNA单链末端修饰磷酸基团，利用T4DNA连接酶连接DNA纳米管中相邻的DNA链之间的缺口，使用变性PAGE及AFM对连接前后的DNA纳米管进行了表征。结果显示缺口连接后的DNA纳米管的整体连续性增加，在原子力针尖作用下能较好的保持完整形貌。并且实验结果还发现分子瓦中间的DNA链由于难以接触到T4DNA连接酶而没有连接成功。
(3)在双交叉分子瓦单元中间链的3’末端引出15bs的黏性末端，使其与SH-ssDNA互补，SH-ssDNA通过Au-S键包覆在5nm的AuNPs表面，采用探针杂交法得到了分子瓦自组装DNA纳米管与AuNPs的杂化结构，TEM表征结果显示AuNPs基本沿着DNA纳米管排列，呈无规则形状。
(4)利用三维DNA折纸术软件设计了双层结构的DNA纳米管以及带有30个连接位点的DNA纳米管，缓慢退火得到DNA纳米管结构。分别用琼脂糖凝胶电泳和AFM表征了DNA纳米管结构，结果显示组装后的DNA纳米管在形貌上与预期设计的相一致。同样，用探针杂交法在纳米管周围连接10nm的AuNPs，琼脂糖凝胶电泳纯化后用TEM表征，结果表明AuNPs在DNA纳米管周围呈螺旋排列，且每个纳米管上AuNPs的数目在7-9个之间。Uv-vis吸收光谱显示杂交反应后混合液的特征吸收峰发生红移。