单分子检测能够追踪单个分子运动轨迹，可以直接记录分子性质的涨落，其中蕴含丰富的动力学信息。目前，常用的单分子检测手段可大体分为以下三种：第一，电子显微术；第二，单分子荧光显微术；第三，基于力学的单分子检测方法，其中包含本论文主要使用的原子力显微镜（AFM）。相比于其它的检测手段，AFM有其独特的优势，比如高分辨率，免标记以及可在液相环境下成像以保证生物样品的活性等。然而，由于AFM是以针尖和样品间的相互作用力为反馈信号，所以要求被扫描的样品和基底间有良好的吸附能力，以保证在扫描进行中，样品有很好的稳定性，不会随着针尖而运动。另外由于AFM图像仅以表观形貌的改变为分析依据，如何识别特异性的位点成为了AFM检测的难点。DNA折纸是由一条长链DNA在两百多条短链DNA的帮助下形成的纳米结构，其具有编码可循的特征，具备反应位点精确可控的优势；在缓冲液中阳离子的帮助下，能够牢固地吸附在基底表面。以上性质使其非常适用于AFM的检测。本论文将折纸的可寻址性以及AFM直观的检测能力结合起来，探究了单个分子的相互作用过程。本论文工作主要包含以下五个部分：第一：发展了一种基于AFM的，以DNA折纸为模板的单分子反应实时原位检测方法。该方法能够监测单个生物分子相互作用的整个过程，从而得到分子间结合速率的动力学信息。第二：发现了有趣的“分子穿越”现象。当二维折纸吸附于基底表面，原先位于折纸和基底之间的功能分子能够在单链DNA构成的“linker”的引导下从折纸的孔洞中穿越到折纸的另一面，进而参与到下一步的反应中。“分子穿越”现象的发现解释了之前一直难以理解的实验现象，为DNA纳米结构设计和应用提供了新的视角。第三：研究了抗原间距离变化对单个抗原抗体相互作用的影响，进一步探讨了温度变化分别对单价抗原抗体复合物和双价抗原抗体复合物解离的影响。第四：探究了AFM检测中，“linker”长度对“linker”末端生物分子表观形貌的影响。“linker”长度增加，“linker”末端的生物分子越难被AFM检测到，且其表观形貌也会随之改变。第五：研究了二维折纸吸附于基底时的吸附取向问题。