物理化学学报 >> 2017, Vol. 33 >> Issue (8): 1520-1532.doi: 10.3866/PKU.WHXB201704271

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结构DNA纳米技术应用新进展

张洪芝,张志庆*(),王芳,周亭,王秀凤,张国栋,刘婷婷,刘淑贞   

  • 收稿日期:2017-02-16 发布日期:2017-06-14
  • 通讯作者: 张志庆 E-mail:zhangzq@upc.edu.cn
  • 作者简介:张洪芝,1989年生。2015年毕业于滨州学院,现就读于中国石油大学(华东)理学院化学专业,主要研究方向是DNA分子自组装|张志庆,1977年生。中国石油大学(华东)理学院副教授,副院长,硕士生导师。2000年本科毕业于山东大学化学化工学院,2005年在山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室获得博士学位,2012年至2013年在美国加州大学从事访问学者研究工作。主要研究方向是两亲分子、生物大分子的自组装,及其在药物载体和靶向检测等方面的应用,目前已发表70多篇研究论文,他引1000余次|王芳,1979年生,2001年本科毕业于曲阜师范大学化学系,2006年博士毕业于山东大学化学与化工学院。现为中国石油大学(华东)理学院副教授。主要研究方向为胶体与界面化学,主持国家自然科学基金1项|周亭,1986年生。2009年本科毕业于山东大学化学化工学院,2014年博士毕业于山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室,2011年至2014年在中国科学院国家纳米科学中心进行博士联合培养。现为中国石油大学(华东)理学院讲师。主要研究方向为氮杂环类表面活性剂的制备及应用及新型两亲分子/DNA复合物的制备与性能研究|王秀凤,1986年生。2009年本科毕业于山东大学化学系,2014年博士毕业于中国科学院化学研究所。现为中国石油大学(华东)讲师。主要研究方向为超分子自组装、小分子凝胶体系的设计与组装|张国栋,1982年生。中国石油大学(华东)理学院,讲师。2003年毕业于山东大学化学化工学院(学士学位),2008年毕业于山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室(博士学位)。主要研究方向是胶体与界面化学、有序聚集体体系的组装和应用、表面活性剂的应用,目前已发表30多篇研究论文|刘婷婷,1991年出生。2015年毕业于滨州学院,现就读于中国石油大学(华东)。现在的主要研究方向为DNA介导纳米材料的合成与应用|刘淑贞,1988年生。2015年毕业于中国石油大学(华东)化学工程学院,2015年至今就读于中国石油大学(华东)理学院化学专业硕士研究生,主要研究方向为DNA组装体,金纳米颗粒
  • 基金资助:
    教育部留学回国人员科研启动基金(2014010615);国家自然科学青年基金(21603276);国家自然科学青年基金(21303267);山东省自然科学基金(ZR2016BL14);中央高校基本科研业务费项目(15CX05027A);中央高校基本科研业务费项目(16CX05013A)

Application of Structural DNA Nanotechnology

Hong-Zhi ZHANG,Zhi-Qing ZHANG*(),Fang WANG,Ting ZHOU,Xiu-Feng WANG,Guo-Dong ZHANG,Ting-Ting LIU,Shu-Zhen LIU   

  • Received:2017-02-16 Published:2017-06-14
  • Contact: Zhi-Qing ZHANG E-mail:zhangzq@upc.edu.cn
  • Supported by:
    the Scientific Research Foundation for Returned Overseas Chinese Scholars, China(2014010615);National Natural Science Foundation of China(21603276);National Natural Science Foundation of China(21303267);Natural Science Foundation of Shandong Province, China(ZR2016BL14);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(15CX05027A);Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(16CX05013A)

摘要:

DNA具有非凡的分子识别性能和显著的结构特征,这使得它在材料的纳米级调控方面具有独特的优越性,在许多领域也展现出广阔的应用前景。本文从模块化DNA自组装和DNA折纸术两个方面综述了近些年DNA纳米技术,包括近年来DNA纳米技术中比较新型的组装方法;并从DNA纳米结构作为模板定位纳米粒子和蛋白以及用于生物医药等方面介绍了DNA纳米技术的应用;同时,对DNA纳米技术发展及应用进行了展望。

关键词: DNA纳米技术, 自组装, DNA模块, DNA折纸术, 靶向给药

Abstract:

DNA possesses extraordinary molecular recognition properties and remarkable structural features in the nano-level material regulation fields, which have shown enormous applications in many areas. In this review, we focus on DNA nanotechnology, including aspects ranging from modular DNA self-assembly to DNA origami, in addition to the recently reported novel assembly methods. Moreover, we summarize some applications of DNA nanotechnology, such as DNA-directed nanoparticle spatial positioning and orientation, and well-defined assembly of proteins on the DNA structure, as well as its uses, such as in the biomedical field, etc. The development and potential applications of DNA nanotechnology are also discussed.

Key words: DNA nanotechnology, Self-assembly, DNA module, DNA origami, Targeted drug delivery

MSC2000: 

  • O648