单分子尺度的研究有助于研究者发现一些在宏观状态下所不能发现的现象,从而加深对物理、化学、生物等过程的理解,因而具有重要的科学意义。对单分子进行研究的前提是单分子操纵技术的开发,其中,光镊技术以其非接触式、高空间和高时间分辨率的特点,成为单分子研究领域中的一种重要工具。传统的光镊技术受限于衍射极限,无法对纳米尺寸的分子进行直接操控,大多只能采用间接方法。近年来,通过引入等离激元效应,光镊技术已经能够对几十到几百纳米尺度的粒子或分子进行操控。然而,现有的微纳加工技术难以制备得到具有足够增强效应的基底,致使基于等离激元效应的光镊技术很难产生足够强的光力去克服分子的布朗运动,并且尚无有效的实验手段可以对这一过程进行监测。目前,尚未有关于利用光镊实现1～2nm分子的直接捕获的文献报道。本论文提出了一种全新的实验方法,即单分子等离激元光镊技术,实现了在室温、溶液环境下对2 nm尺度的分子的捕获和释放。具体而言,是将机械可控裂结技术与光镊技术进行联用,利用机械可控裂结技术产生精确可控且具有足够等离激元增强效应的纳米间隙,通过耦合的光路系统实现溶液中的单分子操纵,并结合单分子电导测量的手段对这一过程进行了监测。在发展单分子等离激元光镊技术的过程中,基于机械可控裂结技术和单分子数据分析方法,本论文还提出了一种测定分子吸附自由能的新方法,重要的是,这是新的可以对本征状态下的固-液界面的分子吸附能进行测量的实验方法。本论文所包括的主要研究内容和结论如下:1.提出并发展了一种固-液界面的分子吸附能测量的新方法,实现了对本征状态下的固-液界面的分子吸附能进行了实验测量。基于机械可控裂结技术和单分子计数的分析方法,在不同浓度下,对具有不同锚定基团,即硫甲基（-SMe）、吡啶（-Py）、氨基（-NH2）,但是具有相同骨架的分子的电学性质进行了测量,发现这些分子在不同浓度下的分子结形成概率与浓度之间的关系,与Langmuir吸附模型相吻合。据此,计算出了三个分子的吸附能分别为32.5 KJ/mol,33.9KJ/mol,28.3 KJ/mol,并且得到了理论计算和以往文献报道值的证实。2.提出并发展了单分子等离激元光镊技术,实现了室温溶液环境下的单分子操纵。搭建了机械可控裂结装置与光镊系统联用的实验仪器,在此基础上,在室温、溶液环境下,成功实现了对分子长度小至2nm的寡聚苯乙炔（OPE3-SMe）分子的捕获。借助理论计算,提出了 OPE3-SMe分子的光学捕获实验,其机理是纳米间隙中的局域增强等离激元效应。通过改变入射激光的波长、偏振方向、光强等实验参数,进一步证实了这一理论模型。并且,基于光镊梯度力的大小与物体体积、极化率之间的关系,本论文工作实现了对混合溶液中分子的选择性捕获,展现了这一新技术在生物、物理、化学等领域所具有的应用潜力。