作为遗传信息载体的DNA是分子量可精确调控和人工设计合成的大分子。基于序列结合特异性和可编程性,DNA可以驱动金纳米粒子（AuNPs）的组装。有关DNA功能化AuNPs（DNA-AuNPs）体系的研究不仅使动态DNA纳米器件的多功能设计和制造成为可能,更推动了纳米技术领域的发展。本论文以DNA-AuNPs体系为对象,系统地研究包括盐溶液种类、盐浓度的变化和pH值对DNA和AuNPs之间的相互作用的影响,进而制备稳定的DNA-AuNPs复合体,并应用于构建分子机器和模拟化学反应。随后构建了处于临界逾渗状态的DNA-AuNPs聚集体,并通过电场调控了 DNA-AuNPs的组装行为。具体内容和结果如下:1.DNA-AuNPs相互作用的调控及其稳定性研究聚腺嘌呤（polyA）-DNA功能化的AuNPs（polyA-DNA-AuNPs）的稳定性限制了它在构建DNA分子机器中的应用。A碱基环上的胺基和氮原子与AuNPs具有强烈的非共价相互作用,通过替换AuNPs上的封端剂柠檬酸根,A碱基可以吸附到AuNPs表面。研究了不同种类、不同浓度的盐和pH对polyA-DNA-AuNPs稳定性的影响,并利用稳定的polyA-DNA-AuNPs构建DNA分子机器。研究发现,由于静电和多种相互作用的协调作用,高盐浓度和低pH值有利于提高polyA-DNA-AuNPs的稳定性。当催化链浓度为50 nM时,在pH 3.0的溶液中制备的A9-DNA-AuNPs稳定性高,由其构成的polyA-DNA分子机器运行效率最佳。2.基于桥型DNA驱动AuNPs的组装模拟化学反应的研究构建了一种桥型DNA驱动的AuNPs组装,用于模拟一步和多步化学反应。在桥型DNA模拟的一步反应中,通过改变AuNPs上两种接枝DNA的比例以及AuNPs和桥型DNA的比例,研究了一步反应的反应速率。通过DNA立足点（toehold）长度,研究了其对多步反应速率的影响。研究结果表明,在一步反应中,当AuNPs和桥型DNA的比例为1:10时,桥型DNA驱动的两种类型的DNA分别修饰AuNPs的组装模拟一步反应的反应速率最快。只需要六个碱基即可触发桥型DNA驱动的toehold链替换反应,并且当toehold-2的长度与toehold-1长度的差值大于等于1时,桥型DNA驱动的AuNPs组装可以用来模拟多步反应。3.DNA-AuNPs组装及其结构的电场调控提出了一种电场调节的DNA-AuNPs组装的策略。将DNA-AuNPs作为基元结构,构建处于临界逾渗状态的DNA-AuNPs聚集体,然后通过对电压和频率的调节,使其形成超晶格结构。研究表明,在4V交变电压（极板间距1mm）和300 kHz的电场作用下,处于临界逾渗状态的DNA-AuNPs无序聚集体可以进一步组装成有序的超晶格,成功实现了 DNA-AuNPs从无序聚集体到有序超晶格的转变。本论文工作加深了人们对DNA与AuNPs相互作用的认识,丰富了稳定的DNA与AuNPs复合体及其组装的制备方法和调控手段。