1990年代初期，Steven Chu研究组使用光学显微镜观察荧光标记的DNA链，从而研究单个高分子链的行为。这一系列实验在单分子尺度检验了很多传统的高分子物理理论。 同时期的光镊拉伸单分子DNA的实验也导致了著名的Marko-Siggia公式。进入21世纪以来，微纳加工技术的进步使得人们可以制作微纳尺度的流体隧道。将DNA塞进纳米隧道，进行单分子DNA测量，不仅可以用于基因测序，也使得我们可以检验并改进 关于空间受限高分子的经典理论。以此为契机，近五年来，我们系统研究各种受限情况下半柔性链的行为，检验并改进了de Gennes提出的blob模型以及Odijk提出的deflection模型。近些年，若干实验组通过光镊，纳米隧道，或者电场来拉伸单分子DNA，观察到DNA纽结。这些纽结在光学显微镜下表现为一个亮点在链上扩散，直到链的两端才消失。以此为契机，我们对这些纽结进行了系统的研究。 此报告将介绍空间受限与拓扑受限半柔性链这两方面的工作。