采用高水平量子化学方法MP2/6-311+G（d,p）,研究了Li⁺/Na⁺/K⁺/Be²⁺/Mg²⁺/Ca²⁺与甲基化的核酸碱基（A、G、C、T、U）及水相互作用的体系base-M-（H₂O）_n(M=Li⁺/Na⁺/K⁺/Be²⁺/Mg²⁺/Ca²⁺,n=0²),优化了体系的结构,对稳定结构进行虚频计算,并采用BSSE校正结合能,使用HF/STO-3G进行了电荷布局分析。结果表明,二价金属离子与配体碱基及水的结合能要远比一价的大,距离比一价的小0.3?左右;随着水数目由0增加到2,金属离子到配位原子（N/O）的平均距离越来越大,但整体变化幅度都是较小的;电荷分析表明,金属离子的电荷主要转移到水中。此外,采用相同基组6-311+G（d,p）,不同方法（B3LYP、B3PW91、M062X、MP2、ωB97XD）对金属离子-碱基体系进行结构优化和能量计算,发现复合物的稳定性顺序都相近,不同方法下的相同体系,其结构和能量大致相同。而对于一价金属离子,ωB97XD给出了较大的结合能。总的来说,B3PW91可给出与MP2方法下最相近的复合物结构、结合能。应用原子-键电负性均衡浮动电荷可极化分子力场（ABEEMσπ/MM）模型,以从头算方法所得量子化学结果为标准,构建了Na⁺/K⁺-（H₂O）₄体系的作用势,并确定了Na⁺和K⁺相关参数。将该参数转移到计算Na⁺/K⁺的与碱基体系的势能函数中,计算了Na⁺/K⁺与碱基的电荷分布、结构和结合能,得到了与量子化学计算相一致的结果。对于所有的化合物,ABEEMσπ模型所得的电荷分布,与HF/STO-3G方法所计算的电荷分布的线性相关系数均在0.96以上,说明ABEEMσπ模型所计算的分子的电荷分布可与从头算的结果相比拟。同时,QM与ABEEMσπ/MM优化的结构也趋近一致。将Na⁺和K⁺的ABEEMσπ参数转移到Na⁺/K⁺与碱基及水分子相互作用的体系中,也很好地重现了量子化学的结果。