光激发核酸分子的[2+2]环加成反应是导致生命基本物质DNA、RNA紫外光损伤的一类重要反应，同时也是一类激发态非绝热效应参与的生物分子光反应的典型体系。在本项目中，我们将以嘧啶碱基和嘧啶碱基衍生物为对象，选择一系列碱基、核苷酸、低聚核苷酸的模型反应体系，由简到繁地系统研究核酸分子在紫外光激发下发生的[2+2]环加成反应机理和动力学。采用时间分辨傅里叶变换红外吸收光谱（TR-FTIR）和紫外-可见瞬态吸收光谱等互为补充的时间分辨光谱技术，以量子化学计算配合光谱实验，研究DNA、RNA分子在溶液中的激发态化学反应的复杂过程，揭示势能面交叉所导致的丰富多变的激发态非绝热反应途径，深入探讨由于取代效应造成的分子的电子结构改变和空间立体化学等因素导致的反应活性和反应机理的改变，考察分子内部微环境和溶剂外环境导致反应异同的本质原因，加深对凝聚相生物分子复杂体系的激发态非绝热反应机理和动力学的认识。