作为生物体细胞内的重要组成部分,核酸是生物体遗传信息的携带者,是基因表达的物质基础,在生长、遗传、变异等一系列重大生命现象中起着决定性的作用。大量研究证明,作为与许多疾病相关的富G序列能够形成G-四股螺旋结构,以四股螺旋核酸作为新药设计的靶分子越来越受到人们的关注。富G序列形成的四股螺旋结构是多种多样的,受很多因素的影响。筛选对四股螺旋结构有特异性结合能力的小分子,是以四股螺旋核酸为靶的药物研究的一个重要课题。由于生物细胞内具有分子拥挤现象,而且对DNA的结构和功能具有重要意义,所以研究分子拥挤对四股螺旋结构的影响对于针对性的筛选药物是十分重要的。近年来,随着纳米科学技术的兴起,将DNA作为一种纳米材料加以利用成为研究的热点。由于独特的结构特点,四股螺旋DNA在材料、生物检测、分子马达等领域得到了广泛运用。　　 本论文主要针对G-四股螺旋的小分子识别、结构调控以及应用这些方面展开了研究,主要结果如下:　　 1、nile blue能够诱导人类端粒DNA在无盐的溶液中形成反平行四股螺旋结构,而对已形成的四股螺旋结构,小分子能够有效的提高其稳定性。同时,与双螺旋DNA相比,nile blue对于四股螺旋具有很好的选择性。　　 2、作为同为oxazine染料的oxazine750,不但能够诱导无盐溶液中的人类端粒DNA形成平行结构的四股螺旋,而且能够调控已形成的反平行结构转化成平行结构的四股螺旋。而且oxazine750对四股螺旋的稳定作用存在结构选择性,它能够有效稳定平行结构的四股螺旋,而对反平行结构的四股螺旋存在去稳定作用。　　 3、利用Eu3+和Tb3+对四股螺旋结构的特殊结合能力,使得人类端粒DNA能够在无序和四股螺旋结构之间循环变化,建立了以金属离子与EDTA为输入信号的可反复利用的单分子逻辑门。　　 4、在分子拥挤的条件下,通过多价金属离子对富G序列DNA特殊结合方式,能够使得富G序列在含有K+的溶液中形成平行结构的四股螺旋,而且发现金属离子对四股螺旋结构的调控效果与金属离子对DNA的结合能力强弱有着密切的关系。