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  近年來(lái)，仿生智能納米孔道研究頗受關(guān)注，研究者們已成功實(shí)現(xiàn)多種智能響應(yīng)納米通道體系，包括光響應(yīng)、pH響應(yīng)、離子響應(yīng)、電壓響應(yīng)等。其中，光刺激因其不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行精確的時(shí)空間調(diào)控，而且能夠作為能量源來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供能驅(qū)動(dòng)，因此成為研究熱點(diǎn)。

  近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學(xué)中心研究人員利用含偶氮苯基團(tuán)的DNA鏈段組裝于聚合物納米通道模板上，構(gòu)建了光調(diào)控的納米通道。該系統(tǒng)利用了DNA的高度可編程性和偶氮苯分子的光響應(yīng)特性，構(gòu)建了光響應(yīng)分子機(jī)器，結(jié)合人工固態(tài)納米通道技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光驅(qū)動(dòng)的ATP分子跨膜傳遞，其傳遞速率是自由擴(kuò)散的27.8倍。該工作受生物體啟發(fā)，獨(dú)特地利用光來(lái)調(diào)控DNA適配體的展開(kāi)和折疊，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的捕獲-釋放-轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，并通過(guò)穩(wěn)健且可調(diào)節(jié)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)特定分子的無(wú)損轉(zhuǎn)運(yùn)。

光控ATP分子的跨膜傳遞機(jī)理

  該體系為光驅(qū)動(dòng)分子馬達(dá)和可控物質(zhì)傳輸及分離的研究提供了思路，并且可進(jìn)一步拓展到其他物質(zhì)的光驅(qū)動(dòng)跨膜輸運(yùn)。

  相關(guān)研究成果以Light-Driven ATP Transmembrane Transport Controlled by DNA Nanomachines 為題發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 16048-16052）上。中科院理化所聞利平研究員、孔祥玉博士為該文通訊作者。

  以上研究得到科技部納米科技重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金委杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目及國(guó)家創(chuàng)新人才博士后計(jì)劃資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.8b10527