人体的端粒处存在一段富含胞嘧啶碱基的DNA单链,它能够形成i-motif结构。i-motif结构是由两条含有C-C⁺碱基对的胞嘧啶碱基链彼此嵌合在一起形成的四链体结构。i-motif与DNA的复制、致癌基因表达的调控和端粒功能的发挥均有密切关系,因此它成为设计抗癌药物分子和基因调控的靶点,如何诱导i-motif结构的形成并增强其稳定性具有非常重要的研究价值。由于i-motif结构是由质子化的胞嘧啶与非质子化胞嘧啶之间形成氢键来稳定的,因此它受pH值的影响很大。i-motif结构多在酸性条件下形成,在中性的拥挤环境下,单分子i-motif也可以稳定存在,但是分子间i-motif在中性和碱性的条件下是不可以形成的。除此之外,影响i-motif结构稳定性的因素还有胞嘧啶碱基的个数,当碱基链的胞嘧啶碱基的个数低于四个时,由于水分子的干扰,胞嘧啶之间很难形成足够的氢键来形成i-motif结构。因此诱导和稳定超短碱基链（碱基个数低于四个）在中性或碱性条件下形成分子间i-motif结构成为了目前医疗及材料领域亟待解决的难题。本论文主要研究分子间i-motif结构的稳定性。通过在（dC）₃碱基链的端基引入疏水烷基链,实现了从弱酸性到近中性条件下稳定的分子间i-motif的形成,并且极大提高分子间i-motif结构的稳定性。研究还发现向体系中加入金属银离子,利用烷基链和金属银离子的协同作用可以在中性条件下稳定（dC）₂碱基构成的分子间i-motif。我们还进一步研究了糖环构型对i-motif结构的形成及其物化性质的影响,通过设计和天然DNA互为镜像对应异构体的L-DNA,证实糖环的构型是影响DNA i-motif手性的决定性因素。上述研究为深入了解DNA i-motif的形成机理及构效关系影响,及设计新型分子器件等领域提供新思路。