DNA分子之间由于A-T和C-G碱基之间特异性的氢键结合而具有严格的互补配对作用,从而使得DNA具有独特的自组装性能。通过合理地控制DNA单链上碱基的序列以及溶液的温度、浓度等条件,可以使多个DNA单链之间产生有序的杂交配对,从而构建出具有不同外形尺寸和几何形状的自组装产物,即DNA纳米结构。本文针对DNA纳米结构的研究现状,在种类繁多的DNA纳米结构中选取了二维DNA瓷砖结构和DNA折纸结构作为研究对象,针对它们在自组装的尺寸和形貌的控制上目前尚存的挑战和难题开展研究。本文三个章节重点是探究对DNA瓷砖和DNA折纸结构作为模块单元的二级组装的控制和优化,以构建各种大小的二维DNA纳米结构。DNA瓷砖结构由若干结构相同的重复单元互相连接组成,在结构简单、组装方便、成本低廉、可轻松构建大尺寸DNA纳米结构等优势之外,对该种结构的形貌和尺寸的精确调控仍存在困难。针对这一问题,在本论文的第二章中,尝试以一种长方形DNA瓷砖结构作为重复模块单元沿长边（一维）方向组装成长条状的DNA平面结构,重点探索了该结构的最佳自组装条件以及调控该结构自组装长度的方法。延续第二章的研究思路,在第三章中,探索了一种以DNA折纸作为重复单元的具有自控性的二维组装方案。自行设计了一种等腰梯形DNA折纸结构并系统探索了该结构特殊的自组装条件。由于等腰梯形特定的几何形状和空间位阻导致了该模块单元会优先组装成中空正方形结构,这种自限定的组装结构限制了更大范围的生长,是个典型的自控组装过程。这在设计层面上有望实现对DNA纳米结构二维组装的尺寸和形貌的更精准的控制。本章主要的研究结果包括等腰梯形DNA折纸结构的设计,以及通过控制优化各种实验条件（温度、浓度、组份配比等）尝试该折纸结构的自组装并进行了相应表征。第四章的研究工作和第三章有很强的互补性,目标是以本课题组已经拥有的一种外形呈中空正方形的单一DNA折纸结构为研究对象,通过表面蛋白质分子定位修饰以及人为缺失部分DNA序列导致组装结构缺陷两种方式并结合AFM成像,尝试如何在DNA折纸结构的内部结构未知的情况下逆推出其内部序列的具体排列情况。同时,通过修饰蛋白质作为探针结合AFM扫描进行表面定位的方式,用以补足DNA瓷砖等纳米结构可寻址性不足的缺陷。另外,针对该DNA折纸结构中由连续的529个未成对碱基组成的loop结构,通过滚环扩增法构建含有与该loop结构具有互补域的长单链DNA分子,初步实现了折纸结构的有效串联,有望发展成一种新的二维组装方法。