DNA是目前分子生物学、化学生物学、生物医学等领域最热门的研究课题之一。辐射、紫外照射等外源性因素和内源性自由基会引起DNA糖环、碱基的改变以及DNA链的断裂，导致DNA损伤，引发衰老、细胞死亡、癌症、神经退行性等各种疾病。近二十年来，对活性氧自由基(ROS)和电子转移诱导的DNA的损伤机理的研究是目前许多课题组的研究热点。我们首先从氢原子夺取、电子加成、碱基的电离和氢原子及氢化物阴离子的加成四个方面对DNA损伤的途径进行了综述；接着开发了一种预测液相下芳香化合物的氧化还原电势的第一性原理方法，并用该方法预测了DNA碱基及其代谢物的氧化还原电势值，以此来分析核酸中的电荷/电子转移问题；最后运用B3LYP/DZP++的理论方法研究了羟基自由基OH·夺取A-T碱基对各位点上氢原子的反应路径。本课题的创新和特色点如下：在研究方法方面，开发了准确预测水相核酸碱基及其代谢物的水相氧化还原电动势的第一性原理方法，羟基自由基夺取A-T碱基对各位点上的氢原子的机理；在研究对象方面，羟基自由基夺氢诱导DNA损伤的机理研究中选择A-T碱基对作为模型化合物；在课题研究的应用前景方面，为设计新型高检测灵敏度的生物传感器提供重要理论指导。