合肥研究院提出云集“围攻”生物靶标智能纳米机器人模型

展全思梦 2025-11-01 01:37:09

合肥研究院提出云集“围攻”生物靶标智能纳米机器人模型

原标题:合肥研究院提出聚集“围攻”生物目标的智能纳米机器人模型。

近年来，DNA纳米技术发展迅速。基于DNA分子的可编程性，合理设计了DNA分子的自组装模块。作为纳米级的乐高积木，可以组装成各种静态DNA纳米结构和动态DNA纳米器件，可用于分析化学、医学诊断和疾病治疗等诸多领域。近日，中科院合肥研究院健康所杨良宝研究员团队创新性地提出了一种智能DNA分子纳米机器人模型，可以非线性地“围攻”生物靶标。这项成果发表在纳米材料领域的顶级期刊《纳米地平线》上。

非线性聚集的智能DNA分子纳米机器人“围攻”目标示意图

本研究创新了DNA分子非线性自组装的设计原理，突破了DNA分子非线性自组装常见的背景泄漏问题，通过编写新颖的嵌入式分子组装泄漏控制程序，建立了两个基于超级发夹纳米结构的智能DNA分子纳米机器人模型，为构建先进的信号放大器和智能靶向给药载体提供了新的设计蓝图。这两个模型由多功能机械手和可选配件(药物、信号标签、靶夹等)组成。)、目标验证器、智能收敛路径控制器和自组装电机等。只有当特定的生物目标出现时，机器人才会得到响应。然后以生物目标为“围攻”对象，通过各部件的协同操作，完成机器人之间的非线性汇聚组装，形成大的集合体，实现特定生物目标信号的非线性级联放大或附属负载的富集。在研究中，研究人员分别使用肿瘤细胞和外来体的小分子作为生物靶标。通过集成无标记表面增强拉曼光谱(SERS)和荧光分子信号标签的信号读出技术，测试了所设计模型的应用性能，揭示了智能DNA分子纳米机器人在生物传感、生物成像和药物传递等领域的应用潜力。

非线性收敛的智能DNA分子纳米机器人包围目标的原子力显微成像

李少飞博士为第一作者，杨良宝研究员为通讯作者，国家自然科学基金等项目支持。

资料来源:合肥材料研究所

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