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美媒:DNA机器人将成为“纳米医生”?

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(来源:环球网资讯)

来源:环球时报

美国SciTechDaily网站3月22日文章,原题:DNA机器人即将问世:这些微型机器或将彻底改变医学和技术 近日,由中国北京大学、美国斯坦福大学、英国伦敦国王学院的研究人员联合发布在中国《智能机器人》期刊上的一篇论文,向我们展示了“DNA机器人”的广阔应用前景。DNA最广为人知的用途是作为遗传信息的载体,但它的用途远不止于此,科学家正在将其转化为构建微型机器人的材料。

“DNA机器人”最大的应用前景在医学领域。这些机器人将在分子尺度上运行,能够在血液中移动,精准定位癌细胞等病变细胞并输送药物。这些 “纳米医生”的靶向疗法,理论上可以大大提升输送药物的精准性,进而改善治疗效果,同时减少对健康组织的损伤。研究人员还探索了能够捕获特定病毒的DNA装置,这预示着未来有望出现同时具备检测和治疗功能的机器人。

随着科学家们不断研究如何设计能够弯曲、折叠和以可控方式移动的DNA结构,该领域在飞速进步。这篇研究论文探讨多种设计思路,一些DNA机器人依靠刚性关节来保持稳定性,而另一些则使用柔性组件或像折纸一样的折叠结构。

而制造这些“DNA机器人”仅仅是挑战的一部分,它们还需要能够在分子碰撞频繁发生的微观世界中执行任务。对此,研究人员开发了结合化学和物理学的控制方法,包括电场、磁场和光的外部触发机制。同时,DNA链置换技术为科学家提供了一种将程序写入“DNA机器人”内部的方法。通过设计DNA链结构,研究人员可以精确地触发机器人的运动或形变。

这项技术在医学以外的领域也可能产生重大影响。在原子制造领域,“DNA机器人”可以作为可编程模板,以亚纳米级精度定位纳米颗粒。这项技术将有助于科学家制造出分子计算机和光学器件,其性能远超目前制造方法的水平。

不过,“DNA机器人”的研发之路仍存在不少障碍。布朗运动使得对DNA机器人的精确控制变得十分困难。此外,该领域也缺乏强大的支持基础设施,包括详细的DNA数据库和能够准确预测这些机器行为的模拟工具。研究人员认为,标准化的DNA数据库、人工智能辅助设计模拟以及生物制造方法是提高“DNA机器人”功能和可扩展性的关键所在。未来的机器人将不再仅由金属和塑料制成。它们将是生物性的、可编程的、智能的,能够成为改变分子世界的工具。(丁敏译)

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