摘要：发展新的材料化学系统如建造大楼的“备料”阶段,是决定大楼品质的基石,是功能导向材料体系的分子基础.实现功能导向的材料设计、合成与过程的精准控制是材料化学领域发展的重要挑战.在高分子科学中,让高分子像“基因”一样精准控制单体有序合成,完成信息传递和功能定制,是实现高分子材料精准创制的有效策略,即“基因式”精准创制.作为生命核心遗传物质,DNA分子自带生命基因属性,是可精准编码遗传信息的生物活性大分子,天然地符合材料“基因式”精准创制的构建原则.本文作者结合自身的研究,评述DNA功能材料的“基因式”创制,主要介绍树枝状DNA和DNA水凝胶2种重要功能材料的构建策略,其中树枝状DNA功能材料的构建策略包括靶标聚合法、酶促延伸法和杂化耦合法,DNA水凝胶的主要构建策略包括模块组装法、酶促扩增法、酶促延伸法、链式杂交法和化学交联法;讨论了DNA功能性材料的分子组装原理和功能调控机制,DNA分子展现出在“基因式”功能化材料创制方面的独有优势,主要为单体的精准排列、结构的精准可控组装、序列信息的精准传递和功能的精准定制;总结了DNA材料“结构-功能-应用”贯通式研究的典型案例,主要集中于蛋白质生产、3D细胞培养、细胞界面工程和疾病治疗等生物医学领域.期待DNA材料的不断发展能够促进形成一种高分子材料“基因式”创制的典型范式.

摘要：DNA纳米技术是纳米生物技术的一个重要研究领域,近年来发展迅猛.通过理性设计和可控制备可以获得多种基于DNA纳米结构的材料.DNA水凝胶作为宏量DNA材料的重要代表备受关注,展现出很广泛的应用前景,尤其是在生物医学应用领域.本文介绍了DNA水凝胶的分子设计原理、合成方法和典型应用,重点综述近年来该领域具有代表性的研究成果.