开发具有生物系统功能的建筑构件，可以实现生物功能化、动态化、互动化、自持化的“活”建筑。生物分子功能化是使生物系统与建筑材料结合的一种有效途径。具体地说，DNA表面的功能化结合了信息和活性特性，例如生产蛋白质的能力。然而，直接偶联到表面会降低生物分子的活性，降低反应动力学，并限制可用的结合位点。而将DNA整合到与表面结合的水凝胶基质中则可以克服这些限制。

近日，美国康奈尔大学Dan Luo报道了开发了一种简单而通用的方法，通过空间控制将生物功能添加到固体基质上。

文章要点

1）研究人员率先开发了一种结合了Metagel物理特性和蛋白质表达的生物学特性的DNA水凝胶，进而构造了一种protein-producing Metagel，称之为Meta P-gel。利用Meta P-Gel的特性，开发了一种利用DNA对瓷砖进行功能化的新方法。

2）研究人员展示了新发明的水凝胶-陶瓷杂化材料提供了对无细胞蛋白质生产的空间控制。最后，展示了这种生物功能化材料在原位产生稳定的蛋白质梯度的潜力，有望应用在生物技术领域（如生物传感器开发和筛选）以及更广泛的建筑领域（如用于建筑外墙设计的生物活性和生物响应性陶瓷的制造）。

参考文献

Yehudah A. Pardo, et al, Interfacing DNA hydrogels with ceramics for biofunctional architectural materials, Materials Today (2021)

DOI: 10.1016/j.mattod.2021.10.029

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.10.029