一直以来，科学家们只能在集群水平上研究化学反应过程。无法直接测量分子之间的相互作用力以及化学反应过程中所产生的力。在过去的二十年中，由于单分子操纵技术的发展，此种情况得到了本质的改变。例如光镊、磁镊等方法的出现使得在单分子水平上实时的观察反应过程中的分子运动，测量分子所受外力等成为可能。这些方法不仅可以直接用于测量保持分子结构的作用力，还能够对单分子施加外力改变其伸展长度甚至是改变化学反应速率并以此来研究机械化学能量转变规律。此领域被称为“机械化学”，其中包括蛋白质折叠、DNA弹性、蛋白导致的DNA弯折、马达蛋白行为等方面。　　 基于传统纵向磁镊以及微管横向磁镊，作者搭建了一种新型的液槽型横向磁镊装置。此种改进型的磁镊装置不仅可以对单根DNA分子进行拉伸、旋转测量，而且可以方便的改变样品槽中的实验缓冲液。使用此设备，可以同时观测几个DNA分子，大大提高了实验效率。　　 使用上述液槽型横向磁镊装置以及带有发卡结构的DNA，作者在不同DNA双链失稳外力的条件下对UvrD解旋酶的解旋动力学进行了深入研究。作者观测到了以前单分子实验以及集群实验没有观测到的新实验现象。解旋曲线的多样性以及等待时间(off-time)的统计分布表明UvrD以双体解旋DNA。双体中的两个单体协调完成DNA解旋工作。在解旋一定数量的碱基后，双体可以共同换链沿另一条单链DNA反向行走，导致慢速重旋现象(40bp/s)；或者同时与DNA脱离，使单链DNA快速退火。双体的部分脱离导致解旋过程中暂停现象出现以及重旋过程中的重旋速度从40nt/s增加到150nt/s。此外，作者发现当外力由2pN增加到12pN时解旋速度竟由45bp/s减小至lObp/s。作者提出了一种应变蠕虫二聚体协同工作模型。UvrD解旋酶解旋过程中需形成双体解除“自锁”导致构型变化弯折单链DNA分子完成解旋。　　 结合原子力显微镜实验，作者还在单分子水平上研究了鱼精蛋白组装及核质蛋(NPL)白去组装DNA分子的动力学机制。作者发现在临界鱼精蛋白浓度下，DNA的螺旋圈结构通过非连续的台阶式组装完成。根据DNA组装去组装两态下的转变现象，作者计算出了各种鱼精蛋白浓度下的DNA能量吸附密度。核质蛋白去组装DNA过的解聚曲线呈现两种速度，作者提出了一个合理解释此种现象的模型。核质蛋白输运H2A/H2B的动力学曲线表明，NPL与DNA有特异性结合，加速H2A/H2B与DNA的结合，另外，作为伴侣分子NPL不影响DNA与H2A/H2B结合后的最终结构。