近期，中國科學院上海應用物理研究所研究人員基于界面精確自組裝技術實現了質子驅動的DNA納米泵。相關結果發表于Adv. Mater.（2016,28,DOI: 10.1002/adma.201506407），并被Nature Reviews Materials 雜志作為研究亮點，以Pump fiction 為題進行了專題報道（Nature Reviews Materials 2016, DOI:10.1038/natrevmats.2016.47）。

　　分子級別的納米泵在生物體內發揮著重要的生物學功能，如細胞內外水分子的輸運以及離子的輸運等。模擬并構建納米泵及其功能實現是納米技術領域的重要挑戰之一。DNA納米技術為解決這一挑戰性問題提供了可能。上海應物所樊春海團隊基于DNA納米技術發展了三維、動態DNA納米結構，并對DNA納米器件以及生物分子的界面可控組裝開展了系統的研究(Acc. Chem. Res.2010, 43, 631; Acc. Chem. Res. 2014,47, 550)。之前，通過DNA分子自組裝發展了剛性的DNA四面體納米結構并實現了界面可控組裝，并實現了基于三維DNA納米結構界面的電化學生物傳感（Adv. Mater. 2010, 22, 4754；Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2151）。針對納米泵問題，研究員左小磊通過與樊春海、胡鈞等的合作，充分利用DNA納米結構精確可調的特點，構建了一種質子響應性的動態DNA四面體納米結構，該納米結構可根據溶液的pH的變化進行循環往復的結構變化。通過精確界面組裝技術將該結構組裝到金界面上，他們實現了質子驅動的DNA納米泵，該納米泵可用于驅動水分子以及離子的定向運動。這種三維、動態以及有序的界面在生物傳感、邏輯器件以及合成生物學中具有重要的應用潛力。

上海應物所在DNA納米泵研究方面取得進展