本文以无标记生物检测中DNA-微梁为研究对象,利用和发展Parsegian液晶理论,借助思想实验法、变形等效法和非线性弹性网络模型,定量表征了DNA膜的热弹性性质,建立了关联DNA链间微观作用、DNA膜热弹性性能与DNA-微梁检测信号的跨尺度模型,研究了温度、封装模式和不同盐溶液类型等对DNA膜弹性模量、预应力、热膨胀系数及其对微梁检测信号的影响。有关方法、模型和结论不但丰富了层合梁（生物-非生物层）的理论框架,而且为生物检测领域的发展提供了新的技术参考。主要工作如下:（1）基于Parsegian经验势,利用思想实验法表征了DNA吸附膜的宏观弹性模量和预应力,建立了DNA膜-基底等效层合梁模型;结合以前的DNA液晶-基底多尺度模型,利用变形等效法给出了预测DNA吸附膜热膨胀系数的跨尺度解析模型,并开展了DNA-微梁温变实验。研究表明:复杂的溶液环境影响着DNA链间微观作用,单调或非单调变化的构型熵决定了DNA吸附膜的热弹性性能;实验结果与本章模型预测吻合良好。（2）突破经典自组装封装模式的局限性,基于纳米嫁接技术的发展,提出了预测凹角蜂窝封装模式下DNA吸附膜热弹性性能的模型;利用等效的DNA-微梁变形的宏观连续介质模型,研究了DNA吸附引起的微梁动态频率信号和温度对微梁静态挠度信号的影响。研究表明:封装模式影响着DNA膜热弹性性能的波动范围;凹角蜂窝封装模式不仅提高了微悬臂梁动态检测能力,还削弱了温变对微悬臂梁静态检测信号的干扰。（3）基于Parsegian经验势和高盐下吸引主导的作用势,发展了新的介观DNA液晶作用势,一定程度上实现了低价盐和高价盐溶液条件下DNA液晶作用势模型的统一。利用前述预测DNA膜热弹性性质和DNA-微梁静动态响应的解析模型,研究了高价盐溶液中不同封装模式对吸附和温变共同作用下微梁静动态信号的影响。研究表明:微观吸引作用导致负弹性模量与正预应力的产生,复杂的DNA链间作用影响着微梁对吸附和温变作用的竞争;特定边界条件、封装模式和尺寸可提高微梁对DNA分子的识别能力和对温度噪声的抗干扰能力。这些认识为高价盐下微梁检测设计提供了参考和新思路。