单分子分析是着眼于单分子水平上的观测，其避免了常规研究方法中大量分子集合体的整体平均效应。单分子分析对非均匀体系的研究非常重要，可以反应出体系中局部微观环境的信息。另外，单分子水平上的研究还能够揭示随时间而变化的分子特性。基于单分子分析独特的优势，本论文利用生物纳米通道研究了超分子主客体及超分子寡聚物的自组装过程，为探测更多的更复杂的拓扑结构超分子体系提供了方法指导;探究了单个光控偶氮苯对DNA双链超分子稳定性的微小调控，促进了光控功能性DNA的发展;利用纳米通道对蛋白激酶A-底物超分子识别体系的响应性，发展了一种无需标记、简便的蛋白激酶A(PKA)检测方法。　　1.超分子主客体自组装过程研究　　利用α-hemolysin(α-HL)纳米通道生物传感器在单分子水平上区分了杯[6]芳烃(SC6)和甲基紫精(MV2+)自组装形成的1∶1络合物和1∶2络合物;能够动态地监测1∶1络合物自组装转化成1∶2络合物的过程。进一步地，计算了各种比例[SC6]/[MV2+]的混合物中1∶2络合物的浓度，促进了在单分子水平上对主客体超分子自组装机制的理解。　　2.超分子寡聚物自组装过程研究　　利用α-HL纳米通道在单分子水平上检测了低浓度下连二杯[4]芳烃(bisSC4)和连二紫精(bisMV4+)自组装形成的超分子寡聚物（聚合度小于3）;检测了随着bisSC4浓度变化时，超分子寡聚物的浓度与聚合度的变化过程。进一步地，计算了单分子水平上超低浓度下bisSC4和bisMV4+的结合常数，为基于不同的寡聚物构建功能性的超分子聚合物提供一种方法指导。　　3.光响应DNA双链稳定性的单分子研究　　利用α-HL纳米通道在单分子水平上区分了偶氮苯DNA双链的trans构型和cis构型，研究了单个tr ans和cis构型的偶氮苯对DNA双链超分子结构稳定性的影响，并与天然的DNA双链作比较。进一步地，精确计算了DNA双链tr ans和cis构型之间的异构效率。这促进功能性光控DNA的发展，为构建和设计功能性DNA提供了方法和理论指导。　　4.蛋白激酶A(PKA)活性的纳米通道分析　　利用aerolysin纳米通道对超分子主客体蛋白激酶A-底物识别体系的响应性检测了PKA。基于aerolysin纳米通道对磷酸化多肽的超灵敏响应性，绘制了PKA浓度-信号频率的标准曲线，提供了无需荧光标记、无需抗体、无需固定的PKA活性检测方法，并将其运用到复杂环境中PKA的检测;检测了小分子H-89对PKA活性的抑制作用，提供一种简单方便的PKA抑制剂筛选平台。这为与PKA相关癌症的诊断、药物的开发提供了一种新方法。