上海應(yīng)物所在DNA納米泵研究方面取得進(jìn)展

　　近期，中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所研究人員基于界面精確自組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)子驅(qū)動(dòng)的DNA納米泵。相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Adv. Mater.（2016,28,DOI: 10.1002/adma.201506407），并被Nature Reviews Materials 雜志作為研究亮點(diǎn)，以Pump fiction 為題進(jìn)行了專(zhuān)題報(bào)道（Nature Reviews Materials 2016, DOI:10.1038/natrevmats.2016.47）。

　　分子級(jí)別的納米泵在生物體內(nèi)發(fā)揮著重要的生物學(xué)功能，如細(xì)胞內(nèi)外水分子的輸運(yùn)以及離子的輸運(yùn)等。模擬并構(gòu)建納米泵及其功能實(shí)現(xiàn)是納米技術(shù)領(lǐng)域的重要挑戰(zhàn)之一。DNA納米技術(shù)為解決這一挑戰(zhàn)性問(wèn)題提供了可能。上海應(yīng)物所樊春海團(tuán)隊(duì)基于DNA納米技術(shù)發(fā)展了三維、動(dòng)態(tài)DNA納米結(jié)構(gòu)，并對(duì)DNA納米器件以及生物分子的界面可控組裝開(kāi)展了系統(tǒng)的研究(Acc. Chem. Res.2010, 43, 631; Acc. Chem. Res. 2014,47, 550)。之前，通過(guò)DNA分子自組裝發(fā)展了剛性的DNA四面體納米結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)了界面可控組裝，并實(shí)現(xiàn)了基于三維DNA納米結(jié)構(gòu)界面的電化學(xué)生物傳感（Adv. Mater. 2010, 22, 4754；Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2151）。針對(duì)納米泵問(wèn)題，研究員左小磊通過(guò)與樊春海、胡鈞等的合作，充分利用DNA納米結(jié)構(gòu)精確可調(diào)的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種質(zhì)子響應(yīng)性的動(dòng)態(tài)DNA四面體納米結(jié)構(gòu)，該納米結(jié)構(gòu)可根據(jù)溶液的pH的變化進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的結(jié)構(gòu)變化。通過(guò)精確界面組裝技術(shù)將該結(jié)構(gòu)組裝到金界面上，他們實(shí)現(xiàn)了質(zhì)子驅(qū)動(dòng)的DNA納米泵，該納米泵可用于驅(qū)動(dòng)水分子以及離子的定向運(yùn)動(dòng)。這種三維、動(dòng)態(tài)以及有序的界面在生物傳感、邏輯器件以及合成生物學(xué)中具有重要的應(yīng)用潛力。

上海應(yīng)物所在DNA納米泵研究方面取得進(jìn)展