Small:光响应性DNA自组装纳米材料的研究进展

由于纳米科学与技术的不断发展,纳米材料展现出极其重要的科学价值和广阔的应用前景。在DNA纳米技术领域,DNA被视为一种具有自组装特性的材料,而不再是传统意义上的遗传信息的载体。由于易于合成及修饰、可编译性强,DNA作为纳米构建领域的新兴材料,近年来逐渐成为纳米研究领域的热点。

通过灵巧的设计和修饰,越来越多具有可编译周期性、高可编程性、高可预测性和刺激响应性的多维DNA自组装纳米结构被成功地制备出来。通过输入外部刺激,可以触发这些可编译的DNA自组装纳米结构的重新构筑与配置。由于光的独特性质,具有光刺激响应性的DNA纳米结构引起了研究人员的极大兴趣。通过调节入射光的波长、光照强度和光照时间等条件,研究人员可以通过光可逆或不可逆地调节DNA纳米体系的尺寸、形状、构型、运动状态、解离与结合。光响应性DNA自组装纳米材料作为新型材料,在生物学、生物医学、材料科学、纳米光子学和纳米电子学等领域都具有较大的潜在应用价值。

不同波长光用于调控DNA纳米管的构型

香港城市大学化学系的罗璧君博士(Dr. Peggy LO)等总结了近年来光响应性DNA自组装纳米材料领域的研究进展。该综述文章首先介绍了光响应性DNA自组装纳米材料的设计方法,基于紫外-可见光介导光致分裂、光致异构、光介导聚合以及近红外介导光致分裂等技术的光响应性DNA自组装纳米材料的构建策略得到了介绍。其次,文章介绍了光响应性DNA自组装纳米材料的工作原理,作者通过举例说明了如何通过光调节自组装纳米材料的尺寸、构型和运动状态等物理化学特性。之后,文章重点讨论了光响应性DNA自组装纳米材料的潜在应用。特别的是,由于DNA纳米结构的生物相容性良好、酶抗性较高、免疫原性低,光响应性DNA自组装纳米材料在生物医学领域,尤其是生物传感、纳米机器人和药物递送等领域具有较大的潜在应用价值,得到了研究人员的广泛关注。作者还讨论了光响应性DNA自组装纳米材料在设计与潜在应用研究中所面临的挑战与困难,并针对这些问题展望了该领域的发展方向。相关文章发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201805481)上。