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纳米机器人驱动技术有望实现分子工厂高效作业

责任编辑:张玮     2018-01-24 11:00:58       

    德国慕尼黑工业大学研究人员开发出一种新的纳米机器人电驱动技术,可使纳米机器人在分子工厂像流水线一样以足够快的速度工作,比迄今为止使用的生化过程快10万倍。这项新的研究成果已作为封面文章刊登在19日《科学》杂志上。

    目前各发达国家都在竞相为未来的纳米工厂开发新技术,并期望有一天像流水线作业一样,利用分子机器来分析生物样品或生产药物,但传统方法需通过添加酶、DNA链或借助光的作用将模块激活,借助这种生化开关让纳米机器人执行某些任务,例如摄取和运输分子,快则需要数分钟,慢则需要数小时。慕尼黑工大合成生物系统物理系主任弗里德里希·西麦尔教授领导的研究团队,通过施加电场,首次成功实现电控纳米机器人,新的驱动技术比以前的方法快10万倍。西麦尔介绍,新驱动技术的原理很简单:DNA分子带有负电荷,通过施加电场,生物分子就可以移动。

    在这项富有创意的研究中,慕尼黑工大还与慕尼黑大学开展合作,后者用着色分子对纳米机器人手臂尖端进行了标注,这样通过荧光显微镜可以跟踪其运动。研究人员利用计算机控制来改变电场方向,调整手臂的方向并设定运动过程。西麦尔表示,电子控制可使纳米机器人以毫秒间隔进行运动,比以前的生化驱动器快10万倍。

    新的控制技术不仅适合来回移动着色纳米颗粒,微型机器人手臂还可以对分子施力,这种相互作用可用于诸如医学诊断和药物开发。西麦尔强调:“由于纳米机器人体积小且价格低廉,数百万个纳米机器人可同时工作,就像在流水线上一样,逐步发现化学试剂中的特定物质或合成复杂分子。”(记者 顾钢)

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