DNA纳米技术作为一种新兴的纳米材料合成技术，极大地促进了纳米科学与生物材料领域的融合。随着DNA折纸术（DNAorigami）的提出与发展，各种复杂的二维、三维DNA纳米结构已经被制备出来。这些纳米结构的合成表明此技术可以在肉眼不可见的纳米尺度进行非常精确的调控。目前，基于DNA分子的易修饰性、可寻址性和极好的生物相容性，DNA纳米结构已经在材料及生物领域得到了广泛的应用。例如，可以在DNA分子上共价修饰各种疏水性分子来诱导DNA纳米结构的组装；以DNA纳米结构为纳米金和抗癌药物的载体实现光热及化疗的协同作用等。可以说DNA纳米结构具有巨大的优势及潜力可以实现临床应用。然而，DNA分子也有相对的不稳定性，例如生命体系中的DNA酶可以快速降解外来的DNA纳米结构。基于此，我们考虑将正电性的高分子材料和DNA纳米材料结合，利用高分子的修饰对DNA纳米材料进行改性。我们将从稳定性、细胞摄取率等方面对高分子修饰的DNA纳米材料进行研究，为解决DNA纳米结构在生理溶液中稳定性不高、细胞摄取率较低等在生物医学应用中的瓶颈问题提供新的策略，从而有助于进一步推动生物医用DNA纳米材料的发展。
　　具体而言，本文将研究DNA折纸结构与蛋白质高分子及其它合成高分子的相互作用，以及高分子修饰后的DNA纳米结构的稳定性、细胞摄取率等。主要包括以下内容：
　　（1）首先，我们构建了带正电的蛋白质保护的DNA纳米结构。由于静电吸附作用，当DNA纳米结构与带正电的蛋白质混合，带正电的蛋白质会吸附在DNA折纸结构上形成一层蛋白包裹外壳。蛋白质外壳可以保护DNA纳米结构不被DNA酶降解，并在低盐浓度及酸性条件下具有更高的稳定性。而且，正电荷包裹的DNA折纸结构比未包裹结构具有更高的细胞摄取效率。
　　（2）其次，我们利用原子转移自由基聚合（ATRP）反应在DNA纳米结构表面原位修饰高分子。在DNA折纸表面的特定位置上修饰引发剂分子，并原位引发ATRP反应，得到特定形状高分子修饰的DNA纳米结构。在DNA纳米结构表面修饰高密度的高分子层，可以保护DNA结构不被DNA酶降解。同时，在高分子保护的纳米空腔内修饰G-四链体催化中心，催化多巴胺的原位聚合，实现高分子保护的DNA纳米反应器的构建。
　　（3）最后，为了可控地构建正电性高分子修饰的DNA纳米结构，提高其进入细胞的效率的同时保留其可修饰、可寻址等功能，我们通过光响应的转换策略实现了正电性高分子在DNA纳米结构上的可控修饰。在DNA折纸片表面预先设计的位置原位引发光响应单体分子的ATRP反应，在特定区域生长出光响应性高分子。在紫外光照下，高分子脱去保护基团暴露出带正电的氨基，形成区域性的带正电的高分子。高度密集的氨基改变了DNA折纸本身的电性，有效地提高其细胞摄取率。