仿生納米孔道結構的設計與構建是生物分析、合成化學和限域催化領域的熱點。經典的蛋白質納米孔道結構精確，然而其可控性和穩(wěn)定性較差；通過電子束刻蝕固態(tài)納米孔道成本高、重復性差、通量低。自組裝DNA納米結構合成納米孔道具有可編程設計、成本低廉、通量高等優(yōu)點，但DNA孔道結構的剛性和穩(wěn)定性成為阻礙其廣泛應用的瓶頸。因此，如何提升DNA結構的強度已成為DNA納米技術領域的一個巨大挑戰(zhàn)。

在國家重點研發(fā)計劃納米科技重點專項項目“精確自組裝納米標記分析方法在前列腺癌早期檢測與預后中的應用研究”的支持下，中國科學院應用物理研究所樊春海團隊在發(fā)展精確自組裝的框架核酸并應用于生物分子界面調控，發(fā)展高靈敏生物傳感檢測和活細胞分析等方面開展了深入研究，提出了一種框架核酸誘導的團簇預水解策略，將經典St?ber硅化學引入DNA結構體系，成功實現(xiàn)了精確可控的DNA-二氧化硅固態(tài)納米結構的制備，可在納米尺度上將DNA序列編碼的自組裝結構精確復制成具有剛性結構的二氧化硅構型，并且可以由二維平面結構拓展至三維框架、三維曲面、簡單幾何結構以至復雜有序結構。這一新策略突破了傳統(tǒng)硅化學合成在材料結構尺度上的限制，實現(xiàn)了納米尺度二氧化硅結構的精確制備；在保持基于DNA的固態(tài)納米孔精確結構的同時賦予其優(yōu)異的力學性能。該技術構建的納米孔道結構精確、可控、穩(wěn)定，可實現(xiàn)低成本宏量制備，為研究納米孔道中的新奇物理、化學性質和分析應用提供了全新的工具，有望在納米電子、納米機器人及藥物輸運等領域廣泛應用。