加州理工大學最新研究:DNA 奈米機器人,未來可能幫助人類執行微小器官手術!

根據澳洲蒙納許大學奈米仿生學家 Wenlong Cheng 表示,這項技術將可運用在標靶藥物的傳送,如果患者體內有腫瘤,這樣微型的機器人能夠完成定位,並在人體內展開一場微小的手術!
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在人類在寄送包裹時,通常會在郵寄或宅配服務時將貨物進行分類,不過這樣的程序在分子的世界是相當複雜的,近日來自加州理工學院的華裔科學家 Lulu Qian 和她的團隊在 Science 上發表了一項新研究,能夠自動進行分類的 DNA 機器人,53 個核苷酸長的單鏈 DNA,就可以拾取分子,進行分類並將他們傳送到目標位置。

在過去,分子機械的設計和合成被認為是分子工程中的重要挑戰。受到控制才能運行,執行的功能也較單一化,,除了運行以外,其他的功能包含拾取奈米顆粒或連接路徑。

研究團隊開發了一種簡單的算法機器人是自動執行複雜奈米機械任務的分子機器,讓單鏈 DNA 機器人可以移動到 DNA 摺紙上,並對分子進行分類。可以識別兩種類型的分子類型及其在表面上的目的地。不需要額外的電力,DNA 機器人就可以運行。

機器人使用了三種基本的模塊成為為他的行走的「腳」、拾取物體的「手臂」和「手」,它還能夠辨識預定的「卸貨處」並且釋放下「貨物」。

團隊使用兩種不同顏色的「貨物」進行實驗,三個為黃色染料 DNA 和三個粉紅色染料 DNA,DNA 機器人收集游離在空間中的分子並將分子搬運到原位,證明機器人可以將兩者分類。獨自在單一表面運作的機器人大約能在一天之內對六分子的「貨物」進行分類,若要加快運作的速度,同時使用多個機器人即可更快完成任務。

對此研究,Lulu Qian 希望能將這個 DNA 機器人用在人類難以抵達的微小器官上,像是血管內。不過在這個實驗最主要的目的還是了解這些分子機器人的工程原理。希望未來能將這項技術用於實際生產,比如讓 DNA 機器人組成部分合成治療化學物質,或在垃圾中分類分子進行回收再利用。

從其他學者的角度來看,對此機器人的前景相當看好,根據澳洲蒙納許大學奈米仿生學家  Wenlong Cheng 表示,這項技術將可運用在標靶藥物的傳送,如果患者體內有腫瘤,這樣微型的機器人能夠完成定位,並在人體內展開一場微小的手術。在未來的運用會相當廣闊,值得投入研發。


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