1. 设计智能核酸系统并探索其在生物医学上的应用
核酸因其具有良好的生物相容性，可控且可预测结构，为构建拓扑结构自由、高编辑性的反体系提供了完美的平台。课题组致力于设计基于核酸计算的智能系统和功能化的核酸（比如核酸适配体），进而探究其在生物检测、调控及其他程序功能的应用。而我们的诗和远方，是探索自然界中生物编程的原理，在微米或纳米级尺度下模仿并操控生物结构，最终制造出具有人工智能的核酸器件，应用到未来生命科学与生物医学中。
代表文章：
1. Chao Zhang, Yumeng Zhao, ..., Da Han*. Cancer diagnosis with DNA molecular computation. Nature Nanotechnology, 2020.
2. Da Han, Cuichen Wu, Mingxu You, et. al. A cascade reaction network mimicking the basic functional steps of acquired immune response. Nature Chemistry, 2015, 7(10):835-841.
3. Mingxu You#, Yifan Lyu#, Da Han# (Co-first author) et. al. DNA probes for monitoring dynamic and transient molecular encounters on live cell membranes. Nature Nanotechnology, 2017, 12(5):453-458.
2. 基于核酸适配体的核酸分子部件在癌症早期诊断与靶向治疗中的应用
作为一种人造核酸‘抗体’，核酸适配体可以选择性的结合一系列目标靶点比如生物小分子，蛋白质或整个细胞，并能参与调控其生物功能。我们目前的研究兴趣是通过核酸纳米技术对适配体进行修饰来提高适配体的选择性、灵敏性与稳定性，最终构建出性能优异的核酸适配体器件，用于实现对早期癌症的诊断与癌症药物靶向释放治疗。
代表文章：
1. Linlin Yang, Yumeng Zhao, Xuemei Xu, Kangli Xu, Mingzhi Zhang, Kui Huang, Huaizhi Kang, Hsiao-chu Lin, Da Han*. An intelligent DNA nanorobot for autonomous anticoagulation. Angew. Chem. Int. Ed.. 2020.
2. Xu Chang, Chao Zhang, Cheng Lv, Yang Sun, Mingzhi Zhang, Yumeng Zhao, Linlin Yang, Da Han*,Weihong Tan*. Construction of a Multitple-aptamer-based DNA Logic Device on Live Cell Membranes via Associative Toehold Activation for Accurate Cancer Cell Identification. Journal of the American Chemistry Society, 2019, 141(32): 12738-12743.
3. Wu C#, Han D# (Co-first author), et al. Building a multifunctional aptamer-based DNA nanoassembly for targeted cancer therapy. Journal of the American Chemical Society, 2013, 135(49):18644-18650.
3. 核酸引导的纳米材料加工
提高电子设备计算能力的关键难题是如何最小化晶体管的大小，然而硅基材料的晶体管大小受限于光刻加工技巧和超微硅片结构中电子泄露造成的计算误差。我们的关注点是探索自下而上的利用DNA引导与其他功能化半导体材料（比如碳纳米管）自组装的制备工艺。我们的目的在于找到能够构建更小巧但功能却更强大晶体管的方法。这种方法不仅可用于电子工程学的研究，也可用于生物分子与逻辑算法交叉领域的探索。