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利用生物分子构建纳米机器是当前生物纳米技术研究领域的国际前沿热点之一。为数不多的成功范例都是通过消耗体系中的化学能来驱动，要维持纳米机器的运转，需要不断地向体系中添加含能物质。这种驱动方式使生物纳米机器难以应用到光电操控的微系统中，阻碍了此方面研究的发展。
国家纳米科学中心刘冬生研究员领导的研究小组一直致力于生物纳米技术，特别是以核酸为基础的纳米结构组装、纳米机器的构建与应用研究。近日，该课题组在‘质子推动的核酸分子马达’研究基础上，通过将此核酸纳米机器系统与一种紫外光控pH值响应的有机小分子系统相结合，实现了核酸纳米机器的光驱动。如图所示：当紫外光照时，MGCB释放氢氧根，溶液pH值提高，核酸构象由折叠的四链打开为单链；而关闭紫外光源，变化即向相反方向进行，氢氧根被重新结合，溶液pH值降低，核酸单链重新折叠为四链结构，系统回到初始状态。通过操纵光的开关，此过程可被多次循环。核酸纳米机器光驱动的实现使之向最终实现与光电操控的微机械系统结合这一目标迈出了重要一步，也为发展新型的生物纳米器件提供了一个新的思路。研究结果已经发表在近期《德国应用化学》（http://dx.doi.org/10.1002/anie.200604589）杂志上，第一作者为该课题组博士生柳华杰。
此工作得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院“百人计划”的支持。
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