细胞约20%-40%体积都充满DNA、蛋白质等生物大分子,DNA在遗传信息中的调节作用至关重要。大分子拥挤效应对DNA分子间相互作用、基因表达等影响显著且机制尚不清楚。而随着单分子生物学的兴起,生命过程在单分子层面上的研究得以发展。因此,本文基于单分子磁镊技术在单分子水平探究大分子拥挤效应对DNA杂化过程的影响。基于DNA hairpin结构及磁镊子技术,利用与DNA hairpin颈部碱基互补的寡聚核苷酸链探究不同浓度的大分子（PEG8000）对DNA杂化过程的影响。随着大分子PEG8000的增加,DNA寡聚核苷酸链杂化显著增强,杂化概率显著增加。在此基础上,系统研究了寡聚核苷酸链中碱基缺陷数目及位置对寡聚核苷酸链杂化过程的影响。当寡聚核苷酸链一端存在一个碱基缺陷时,随着大分子PEG8000浓度的增加,DNA杂化概率先增加后减少,当缺陷碱基位于寡聚核苷酸链中间位置时,对寡聚核苷酸链杂化过程影响最大,几乎无法实现杂化。结合等温滴定量热法（ITC）、粒度电位仪及分子动力学模拟确定氟离子导致DNA hairpin稳定性降低的机制。利用等温滴定量热法（ITC）分别测量寡聚核苷酸链间、氟离子与寡聚核苷酸链的解离常数,结果表明氟离子与寡聚核苷酸链间未形成氢键,但粒度电位仪测量结果表明氟离子浓度增加导致Zeta电位逐渐降低,其导致DNA hairpin稳定性降低。在此基础上利用分子动力学模拟确定氟离子浓度增加导致寡聚核苷酸链Zeta电位降低的原因,径向分布函数（RDFs）表明氟离子的分布较氯离子的分布远离寡聚核苷酸,直接导致Zeta电位随着氟离子浓度的增加而降低。