分子级别的纳米泵在生物体内发挥着重要的生物学功能，如细胞内外水分子的输运以及离子的输运等。模拟并构建纳米泵及其功能实现是纳米技术领域的重要挑战之一。DNA纳米技术为解决这一挑战性问题通过了可能。上海应物所樊春海团队基于DNA纳米技术发展了三维、动态DNA纳米结构，并对DNA纳米器件以及生物分子的界面可控组装开展了系统的研究(Acc. Chem. Res.2010, 43, 631; Acc. Chem. Res. 2014,47, 550)。之前，通过DNA分子自组装发展了刚性的DNA四面体纳米结构并实现了界面可控组装，并实现了基于三维DNA纳米结构界面的电化学生物传感（Adv. Mater. 2010, 22, 4754；Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 2151）。针对纳米泵问题，左小磊研究员通过与樊春海、胡钧研究员等的合作，充分利用DNA纳米结构精确可调的特点，构建了一种质子响应性的动态DNA四面体纳米结构，该纳米结构可根据溶液的pH的变化进行循环往复的结构变化。通过精确界面组装技术将该结构组装到金界面上，他们实现了质子驱动的DNA纳米泵，该纳米泵可用于驱动水分子以及离子的定向运动。这种三维、动态以及有序的界面在生物传感、逻辑器件、以及合成生物学中具有重要的应用潜力。（物理生物学研究室 供稿）
