从1994 年至今,关于DNA 计算的研究已经取得了不少结果。众多学者在DNA计算领域做出了不懈的努力,但是随着进一步的发展,DNA 计算面临着越来越大的挑战。这种挑战来自于生化技术落后于DNA 算法的实现要求。在DNA 计算领域,如果DNA 计算所要处理的问题越来越复杂的时候,操作和处理的过程也越来越复杂,并且DNA 计算解的结果也越来越难于检测出来。所以,DNA 计算如果要进一步的发展,必须解决这个问题。由于发夹构型和分子信标的特异性,它们有效地解决了这个困难,因此可以作为DNA 计算的有效载体。本文主要给出发夹结构及分子信标在几个NP 完全问题中的应用。本文首先介绍了DNA 计算的基本思想,然后介绍发夹结构在解决SAT 问题上的应用,再介绍发夹结构的一种特殊形式-分子信标的原理和设计方法。在之后以分子信标为DNA 计算的载体,尝试解决SAT 问题、MAX-SAT 问题、子集和问题等NP 完全问题,建立了解决这些问题的模型。在解决这些问题的基础上,又总结了以往0-1 规划问题的DNA 计算,再结合分子信标的光学特性,提出光、电、机(计算机)一体的DNA 计算模型; 这种尝试利用分子信标的光学特性,部分的解决了DNA 计算中结果不易检测的问题,也让DNA 计算实现部分的自动化。最后,总结了全文,讨论了目前DNA 计算面临的问题以及进一步的研究方向。