加州理工大学最新研究:DNA奈米机器人,未来可能帮助人类执行

发布时间:2020-06-19 编辑: 查看次数:812

加州理工大学最新研究:DNA奈米机器人,未来可能帮助人类执行

在人类在寄送包裹时,通常会在邮寄或宅配服务时将货物进行分类,不过这样的程序在分子的世界是相当複杂的,近日来自加州理工学院的华裔科学家 Lulu Qian 和她的团队在 Science 上发表了一项新研究,能够自动进行分类的 DNA 机器人,53 个核苷酸长的单链 DNA,就可以拾取分子,进行分类并将他们传送到目标位置。

在过去,分子机械的设计和合成被认为是分子工程中的重要挑战。受到控制才能运行,执行的功能也较单一化,,除了运行以外,其他的功能包含拾取奈米颗粒或连接路径。

研究团队开发了一种简单的算法机器人是自动执行複杂奈米机械任务的分子机器,让单链 DNA 机器人可以移动到 DNA 摺纸上,并对分子进行分类。可以识别两种类型的分子类型及其在表面上的目的地。不需要额外的电力,DNA 机器人就可以运行。

机器人使用了三种基本的模块成为为他的行走的「脚」、拾取物体的「手臂」和「手」,它还能够辨识预定的「卸货处」并且释放下「货物」。

团队使用两种不同颜色的「货物」进行实验,三个为黄色染料 DNA 和三个粉红色染料 DNA,DNA 机器人收集游离在空间中的分子并将分子搬运到原位,证明机器人可以将两者分类。独自在单一表面运作的机器人大约能在一天之内对六分子的「货物」进行分类,若要加快运作的速度,同时使用多个机器人即可更快完成任务。

对此研究,Lulu Qian 希望能将这个 DNA 机器人用在人类难以抵达的微小器官上,像是血管内。不过在这个实验最主要的目的还是了解这些分子机器人的工程原理。希望未来能将这项技术用于实际生产,比如让 DNA 机器人组成部分合成治疗化学物质,或在垃圾中分类分子进行回收再利用。

从其他学者的角度来看,对此机器人的前景相当看好,根据澳洲蒙纳许大学奈米仿生学家  Wenlong Cheng 表示,这项技术将可运用在标靶药物的传送,如果患者体内有肿瘤,这样微型的机器人能够完成定位,并在人体内展开一场微小的手术。在未来的运用会相当广阔,值得投入研发。