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DNA也能做机器人?DNA纳米机器人可在体内大施拳脚

人民网科普 2021-09-10

说起机器人大家都不陌生,送餐、动手术、办理业务等工作对机器人来说都是小菜一碟。但这些都是肉眼可见的,你能想象纳米大小的DNA机器人是怎样工作的吗?国家纳米科学中心就曾与国外课题组合作,在医学纳米机器人肿瘤治疗中取得进展。纳米机器人究竟如何为人类服务的呢?

DNA纳米机器人是何方神圣?

资料图片:纳米智能机器人(王建康/人民图片)

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以国家纳米科学中心的研究为例,研究员聂广军、丁宝全,中国科学院院士赵宇亮课题组与美国亚利桑那州立大学颜灏课题组合作,发展了基于超分子自组装的DNA纳米机器人,可以用于活体运输凝血酶进行肿瘤治疗。在人体内,这种机器人利用DNA折纸术构建智能化的分子机器,通过自组装将凝血酶作为“货物”包裹在分子机器的内部空腔;分子机器两端还装载有“雷达”核酸适配体,可以识别和定位;当DNA纳米机器人到达指定的肿瘤血管时,纳米机器上的“锁”识别特异标志物而发生结构变化,打开机器,暴露出内部装载的“货物”进而实现诱导栓塞的功能。

正如曾经设计出DNA机器人的加州理工学院助理教授钱璐璐所说,“就好像电子机械机器人被送到火星等太遥远而人类不能及的地方,我们希望有一天可将DNA纳米机器人送到血液等太微小而人类不能及的地方。”

DNA纳米机器人可在极限环境大施拳脚

我们常见的机器人工作的日常环境比较温和,也多有工作人员在一旁辅助。但DNA纳米机器人却可以在极限环境下“施展才华”。比如DNA纳米机器人可以在高度精密的人体系统中移动,定点药物投送,实现靶向治疗,还可以在强酸、强碱、辐射、有毒环境下的高危作业等。

由于DNA纳米机器人具有强大的活体运输和响应识别功能,可以作为智能化的给药平台,将多种药物实现联合高效速递,有望对传统难以成药的物质(如毒素、蛇毒蛋白等)实现有效包载和智能递送,进而推动全新抗肿瘤药物的开发,在纳米药物领域具有广阔的应用前景。

专家:深圳智能思创科技有限公司总经理陈小明