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华裔女科学家发明可分拣运输的DNA机器人—新闻

发布时间:2017-12-03 阅读:

  中国女科学家发明了一种可排序的DNA机器人运输工具 - 新闻 - 科学网

  每步需要6纳米,这是人类步伐的十亿分之一。不要看这一步,DNA机器人需要5分钟才能完成。遇到目标货物,DNA机器人的手会抓住,把它放到目的地。

  上述情况已经成为现实。当地时间9月14日,加州理工学院助理教授钱露露在“科学”杂志上发表了一篇文章,介绍了具有分选功能的DNA机器人,成功率达80%。

  就像电子机器人被送到火星太远而超越人类一样,我们希望有一天我们可以把分子机器人移动到一个对人类来说太小的地方,比如血液。钱露露说。

  钱露露

  这项研究为通用DNA机器人的应用带来了许多可能性。有一天,它可以把垃圾的分子分类回收,也许甚至更多科幻的DNA机器人可以在检测到特定的疾病信号时将药物分子运送到指定地点的血液或细胞中,从而完成医生和将军药物不能在非常小的范围内。

  什么是DNA机器人?

  事实上,DNA机器人是一种DNA单链分子,当它不与其他分子结合时,就像一根软绳一样。钱露露实验室的DNA机器人只有53个核苷酸。

  DNA的中文名称是DNA。如已知的,DNA具有双螺旋结构。也就是说,两条DNA单链通过碱基对(AT,CG)形成螺旋梯状结构。

  基于DNA独特的化学和物理特性,科学家可以对其进行编程。 DNA机器人是具有特定碱基序列的单链DNA,根据互补碱基配对的原理,与另一个单链DNA结合,实现二维空间中的行走和分选。

  DNA机器人分类分类两类商品概念图。

  DNA机器人如何工作?

  钱璐璐实验室DNA机器人测试部位是一个58纳米的58纳米大分子表面,其上设置了数百个木桩。这些存根是DNA机器人走路的重要帮手。实际上,每一堆都是一条DNA链,它与DNA机器人腿的基部和它的一条腿是互补的,换句话说,机器人的DNA将和堆相结合,相当于机器人的行走在堆上。

  但是,你如何在不同的赌注之间转移?不要忘记,DNA机器人有两条腿,当一只脚和一堆组合时,另一只脚可以自由移动。随机的分子波动将使下一对的自由脚成为另一堆,以实现空间运动。从那里,脚下恢复了自由。在这个往复循环中,DNA机器人可以随意移动而不需要能量供应。

  在途中,一旦DNA机器人击中了货物,它将被手抓并且与货物一起走。抓货物和走相同的目的相同的原则,货物实际上是连接到一个单链的DNA分子,这个单链DNA和机器人基地相互补充。

  机器人携带货物,需要放在目的地。这取决于机器人放下货物的信号,一旦接收到命令,机器人就会跟着它。如果你还没有遇到这个信号,机器人会携带货物继续行走。

  实验人员测试了DNA机器人分选两种荧光分子的性能,24小时内机器人成功将分散在不同地方的6种荧光分子运送到指定地点。

  虽然我们只是展示了使用DNA机器人来完成一项具体任务,但是我们设计了一个系统,可以实际执行更广泛的任务,比如将十几个而不是两个不同的分子货物运送到不同的地点,这些货物可以散布在任何地方大分子的表面。第一作者Anupama J. Thubagere说,每个大分子表面可以有不同数量的机器人来完成可以并行执行的艰巨任务。

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