科學家開發出可定制和編程納米機器人

澳大利亞悉尼大學納米研究所團隊利用DNA折紙技術，成功開發出定制設計且可編程的納米機器人。這一創新成果展示了廣泛的應用前景，涵蓋靶向藥物遞送、響應性材料以及節能光信號處理等多個領域，成果于27日刊登在《科學·機器人》雜志上。

研究人員正在查看顯微鏡和微分析設施的T12透射電子顯微鏡的圖像。

圖片來源：澳大利亞悉尼大學

DNA折紙技術基于DNA分子自身的折疊特性，通過精心設計，可構建出全新的生物結構。研究團隊此次制作了超過50種納米級別的物體模型，其中包括一個“納米恐龍”、一個“跳舞機器人”以及一幅寬度僅為150納米的微縮澳大利亞地圖。

該研究特別關注如何構建模塊化的DNA折紙“體素”（類似于三維空間中的像素），以組裝成更為復雜的三維結構。這些結構可根據特定需求進行編程調整，從而迅速生成各種形態的原型。此特性對于開發能完成合成生物學、納米醫學及材料科學研究任務的納米級機器人系統尤為重要。

團隊通過引入額外的DNA鏈至納米結構表面，用作可編程的連接點，實現了對體素間組合方式的精準調控。這些連接點如同彩色尼龍搭扣一般，當“顏色”（即DNA序列）匹配時才能相互連接，這確保了構建過程中結構的準確性和特異性。

這項技術的一個重要應用，在于制造能將藥物精準遞送至體內特定區域的納米機器人。借助DNA折紙技術，科學家能夠設計出對特定生物信號敏感的納米載體，保證藥物在預定的時間與地點釋放，極大提升了治療效果的同時減少了副作用。此外，團隊也正在探索開發能對外界刺激作出反應的新材料。這類材料能夠根據負載變化、溫度或酸堿度等因素調整自身屬性，有望影響醫療、計算和電子等多個行業。