DNA二氧化硅固態納米孔實現精確制備

　　中科院上海應用物理研究所研究員樊春海與合作者提出了一種框架核酸誘導的團簇預水解策略，將經典硅化學引入DNA結構體系, 成功實現了精確可控的DNA-二氧化硅固態納米孔制備。該成果于北京時間7月17日凌晨在線發表于《自然》雜志。

　　近年來，科學家提出了一種全新的DNA自組裝方法——DNA折紙技術，即以DNA為模板，合成納米材料和分子器件。但如何提高DNA納米幾何結構的力學性能、突破傳統化學合成在材料結構尺度上的限制等問題仍有待解決。

　　論文第一作者、中科院上海應用物理研究所物理生物實驗室助理研究員劉小果告訴記者，二氧化硅是自然界生物礦化石中較為主要的一類。利用二氧化硅作外殼，一方面可保護柔軟的DNA納米結構，使基于DNA的固態納米孔在保持精確結構的同時具備更好的力學性能；另一方面，其突破了傳統硅化學合成在材料結構尺度上的限制，可實現納米尺度二氧化硅結構的精確制備。

　　樊春海介紹說，他們結合了DNA納米結構與仿生礦化技術，并將這一反應體系用于各種人工設計的自組裝核酸結構，均獲得了精度達2納米的DNA-二氧化硅結構。他們特別合成了一種仿硅藻外殼結構。這種由框架核酸誘導產生的仿硅藻結構具有多級納米孔，最小孔徑可達2.7納米。研究還表明，這種DNA-二氧化硅復合結構的抗壓強度比純DNA結構提升1個數量級。

　　此外，利用這一新策略，基于各種DNA折紙模板，還可合成從平面中的幾何結構到復雜有序的多級結構，再到三維的框架和曲面結構，其尺寸在10到1000納米之間。

　　劉小果表示，利用這種控制納米材料幾何結構的方法，可生產出定制化的納米機器，在醫療、半導體和光學等領域有著廣闊的應用前景。