DNA作为主要的遗传物质，包含了生物体几乎全部的遗传信息。独特的双螺旋结构，使得DNA拥有许多优越的特性:尺度小，结构稳定，灵活，编码性强等。这也是使得DNA成为纳米技术中有力工具的原因。近年来，关于DNA纳米结构和DNA器件的研究层出不穷。很多研究都是基于DNA链替换反应，所以研究DNA链替换反应的过程对设计构建DNA纳米结构和DNA器件有很重要的指导意义。　　 本文主要开展以下三方面的工作:　　 (1)关于DNA链替换反应的研究很多都是在溶液中进行的，并且也缺少实时的数据。本实验使用双偏振极化干涉测量仪(DPI)实时监控在芯片表面上DNA链替换反应的发生过程。DPI可以给出在DNA链替换过程中厚度，质量以及密度的变化，更加有利于理解其反应机理。另外，我们讨论了浓度，teohold长度和序列对链反应的影响。实验发现，浓度越高，替换速率越快，能替换下来的DNA量越多;toehold长度为6时，替换速率最快;序列结合强度越强，反应越快。　　 (2) DNA逻辑电路的基础在于构建简单的逻辑门，我们基于Qian和winfree的工作，尝试实现简单的逻辑或门和与门。通过设定不同的阈值浓度，可以实现有效的输入与输出。实验中，我们需用聚丙烯酰胺凝胶对DNA链进行纯化，准确的标定浓度。当输入链的浓度低于阈值浓度时，反应不能被驱动，没有输出信号。当输入链的浓度高于阈值浓度时，有信号输出。在阈值门，或门和与门中，阈值浓度分别为50nM，60 nM和120 nM。　　 (3)蛋白质的吸附研究对生物材料的设计合成有很重要的指导意义。我们使用DPI监测牛血清蛋白(BSA)在富含-OH的芯片表面的吸附过程，并研究pH值对吸附的影响。实验发现，在BSA浓度为0.4 mg/ml时，其在亲水性芯片表面的吸附是单分子层吸附。pH=3.0时，吸附最快，pH=7.0时吸附最慢。