3月25日，化學(xué)與化工學(xué)院夏帆教授課題組在《先進材料》（Advanced Materials）上正式發(fā)表論文“‘3D’結(jié)構(gòu)DNA門控作用仿生納米孔道的研究”（Adv. Mater.，2015，27，2090–2095）。這標(biāo)志著該課題組在生物納米材料領(lǐng)域取得了階段性研究成果。
夏帆教授課題組通過堿基互補配對作用對DNA序列的設(shè)計，構(gòu)筑了一種新型的高密度交聯(lián)“3D”結(jié)構(gòu)DNA，將這種結(jié)構(gòu)的DNA序列在納米孔道體系中進行自組裝。由于“3D” 結(jié)構(gòu)DNA中有n+1黏性末端，彌補了納米孔道內(nèi)組裝時，簡單結(jié)構(gòu)的核酸探針?biāo)嬖诘姆谴怪苯嵌壬L、容易倒伏和黏性末端易被“終止”等缺點。 這種“3D”結(jié)構(gòu)DNA在不同孔徑（30 nm -650 nm），尤其是在比較大孔徑的孔道里具有非常好的門控性質(zhì)。在 270 nm 到 650 nm 范圍內(nèi)，開關(guān)比維持在103-105 。該體系能夠在不同分子（小分子ATP和蛋白質(zhì)DNA酶）的刺激下，完成相應(yīng)的開關(guān)過程。開關(guān)過程的時間，可以通過在體系中加入稀釋的有機試劑（乙醇）起到加速作用。這種由DNA控制的高性能納米流體門控體系將在生物分析和高信噪比智能納米器件的構(gòu)筑方面具有巨大的應(yīng)用價值。
據(jù)介紹，自2012年起，夏帆教授課題組即開始了生命分子（核酸）在納米限域空間內(nèi)的相互作用研究。通過對固體納米孔道進行含有ATP適配體的特殊核酸探針修飾，構(gòu)筑了高效智能的納流體門控體系（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15395? 15401）。
2013年，夏帆教授課題組通過在人工固體納米孔道內(nèi)修飾可以自組裝形成超級大夾心結(jié)構(gòu)的核酸探針，構(gòu)筑了納米孔傳感檢測平臺。實現(xiàn)了在同一個體系中對目標(biāo)探針和小分子（ATP）進行高選擇高靈敏的雙檢測功能，小分子的檢測限分別為10 fM和 1 nM。并且，這種檢測可以在多組分混合物和復(fù)雜生物樣本中依然有很好的檢測能力（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 2007–2011）。
