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本課題組長(zhǎng)期從事仿生智能納米通道的制備與應(yīng)用，系統(tǒng)研究了納米通道表界面性質(zhì)如何調(diào)控物質(zhì)輸運(yùn)。一直以來(lái)，光調(diào)控與分子識(shí)別都是智能納米通道領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。我們成功構(gòu)建了光調(diào)控的DNA納米通道與基于核酸適配體的離子識(shí)別納米通道，在此基礎(chǔ)上，我們考慮，能否將光調(diào)控與有“化學(xué)抗體”之稱的核酸適配體結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光控分子識(shí)別與傳輸？這一課題的產(chǎn)生并非靈光一閃，而是自然的邏輯延續(xù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)分子識(shí)別功能的調(diào)控，我們聚焦在核酸適配體的結(jié)構(gòu)上，其特殊核苷酸序列中的部分堿基間可通過(guò)氫鍵實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)配對(duì)，并形成特殊結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)分子識(shí)別。由于氫鍵強(qiáng)度適中，易于形成與破壞，是調(diào)控其結(jié)構(gòu)的合適靶點(diǎn)；偶氮苯基團(tuán)的光致異構(gòu)性則可實(shí)現(xiàn)對(duì)互補(bǔ)堿基對(duì)的調(diào)控。因此，我們選用了可識(shí)別ATP分子的核酸適配體，并在其序列中“嵌入”光調(diào)控因子 —“偶氮苯基團(tuán)”，通過(guò)光控偶氮苯異構(gòu)化實(shí)現(xiàn)氫鍵的形成與打開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)ATP分子的可逆結(jié)合與釋放?；诖?，我們利用光響應(yīng)核酸適配體與納米通道組裝了智能ATP分子輸運(yùn)的納米機(jī)器。在紫外光和可見(jiàn)光的作用下，實(shí)現(xiàn)了ATP分子的有效跨膜輸運(yùn)。該工作將對(duì)設(shè)計(jì)新型分子輸運(yùn)機(jī)器研究具有重要的借鑒與啟發(fā)意義。