自DNA被开发为纳米级的自组装材料以来，凭借其可调节的多功能性、便利的可编程性、精确的分子识别能力、高通用性以及优越的生物相容性和生物降解性连接了生命科学和材料科学两大领域。受益于DNA纳米材料的结构特性，以功能核酸作为构建单元，经交联、自组装形成的功能核酸DNA水凝胶已成为新型材料领域的研究热点。基于此，对功能核酸DNA水凝胶所具有的主要理化特性进行了总结，并进一步综述了近年来功能核酸DNA水凝胶在药物递送与靶向治疗、生物传感、三维组织构建等生物医学、分子检测及环境工程等领域中的应用进展。最后，从生命科学和材料科学的角度总结了在设计与搭建功能核酸DNA水凝胶时应考虑的关键点和方向，以期助力DNA水凝胶在多学科领域的研究与应用。

功能核酸DNA水凝胶是一种以DNA为构建单元通过化学反应或物理缠结自组装而成的新型柔性材料，其构建单元中包含1种或多种能够形成功能核酸的特定序列。功能核酸是通过碱基修饰和DNA分子之间的相互作用力组合的一类特定核酸结构，包括核酸适配体、DNA核酶、G-四联体（G-quadruplex，G4）和i-motif结构等。传统上，高浓度的长DNA链是制备DNA水凝胶的必要条件，而核酸扩增方法的引入为DNA水凝胶的组装方式提供了新的可能。因此，对常用于制备DNA水凝胶的多种功能核酸以及核酸的提取、合成和扩增手段进行了详细的介绍。在此基础上，综述了通过化学或物理交联方式组装功能核酸DNA水凝胶的制备方法。最后，提出了DNA纳米材料的组装所面临的挑战和潜在的发展方向，以期为开发高效组装的功能核酸DNA水凝胶提供参考。

核酸在生命遗传过程中发挥着重要作用，其特殊的DNA二级结构不仅包含遗传信息，还可在体内发挥特定的生理功能、在体外被用作生物传感器的组成元件。目前，DNA特殊二级结构主要包括发卡（hairpin）、十字形（cruciform）、双螺旋（double helix）、三螺旋（triplex）、G-四联体（G-quadruplex）、G-三联体（G-triplex）和i-motif等。DNA特殊二级结构无论是在体外还是在体内均已被广泛研究，因此，基于已有的研究成果，概括总结了DNA特殊二级结构中G-quadruplex、G-triplex、i-motif的发展史、结构组成、特殊功能以及在生物传感、纳米材料、体内检测等方面的应用，最后剖析了目前在DNA特殊二级结构的研究中存在的问题与不足，并对其今后的研究方向做出了展望，以期为DNA特殊二级结构在生物传感、分子医学等领域的应用提供理论支持。