DNA作为遗传物质,携带了几乎所有的遗传信息,DNA同时也是一个结构精巧而且稳定、灵活,拥有超强组装和编码能力的一维纳米线,被认为是一种完美的纳米技术材料。DNA纳米技术就是把DNA当作纳米材料、并与纳米技术相融合的、具有广阔应用前景的一个研究领域。经过三十多年的发展,DNA纳米技术在分子计算、纳米医药、分子生物传感器、生物检测等各学科领域逐渐成为研究热点,取得了很大成就。以DNA sub-tile自组装方法为全文最基本、最重要的的研究内容,探索该组装方法在逻辑运算和三维结构构建两个方面的应用。首先,利用DNA sub-tile非对称的设计思路和完全可寻址的特性,构建了一种基于DNA sub-tile的算法自组装模型。先组装4臂tile,再通过编码二级粘性末端指导4臂tile之间的连接,实现逻辑异或和同或运算,并在此基础上设计了半加器。该方案融合了DNA自组装技术和DNA计算,对构建DNA分子逻辑电路进行了理论探索。其次,利用DNA sub-tile在二维和三维空间的灵活性,构建了三维结构四面体和立方体,随后对DNA sub-tile的长度进行设计修改,提出构建立方体内接四面体的复杂空间结构。并运用NUPACK软件设计分析了组装四面体的DNA序列,通过具体的生化实验组装DNA四面体。同时,探索四面体结构形成与展开的浓度界限。为构建复杂的纳米空间结构提供了一种新的方法。最后,对本文的研究内容做了总结,对课题今后的发展进行了展望。