新型DNA纳米机器人可以拾取、分类分子

包括印度血统在内的科学家已经开发了一种使用单个DNA链的纳米机器人，该DNA链可以拾取某些分子并将其放到指定位置，从而为合成新型治疗化学物质和药物递送系统铺平了道路。

“就像机电机器人被送到遥远的地方，像火星一样，我们希望把分子机器人送到人类无法去的微小地方，比如血液，” 美国加州理工学院助理教授Lulu Qian说。钱说: “我们的目标是设计和制造一种分子机器人，可以执行复杂的纳米机械任务: 货物分类。”

研究人员构建了三个基本的构建块，可用于组装DNA机器人: 一只 “腿”，两只 “脚” 用于行走，一只 “手臂” 和 “手” 用于捡拾货物，以及可以识别特定下车点并向手发出信号以释放其货物的航段。这些成分中的每一个都仅由单链DNA中的几个核苷酸组成。

原则上，这些模块化构建块可以以许多不同的方式组装以完成不同的任务-例如，具有多个手和手臂的DNA机器人可以用于同时携带多个分子。研究人员建造了一个机器人，可以探索分子表面，拾取两种不同的分子-荧光黄色染料和荧光粉红色染料-然后将它们分布到表面上的两个不同区域。

使用荧光分子使研究人员能够查看分子是否最终到达了预期的位置。机器人在24小时内成功地将六个分散的分子 (三个粉红色和三个黄色) 分类到正确的位置。在地面上增加更多的机器人缩短了完成任务所需的时间。

加州理工学院前研究生Anupama Thubagere说: “尽管我们演示了一个机器人来完成这项特定任务，但相同的系统设计可以推广到在表面上任意初始位置处理数十种类型的货物。”

“一个人也可以有多个机器人并行执行perse分类任务，” Thubagere说。DNA机器人在58x58纳米钉板上四处移动，钉板上的钉板由与机器人的腿和脚互补的单股DNA组成。

机器人用它的腿和一只脚绑在一个钉子上 -- 另一只脚自由漂浮。当随机的分子波动导致该自由脚遇到附近的钉子时，它将机器人拉到新的钉子上，另一只脚被释放。该过程继续进行，机器人在每个步骤中沿随机方向移动。

机器人可能需要一天的时间才能探索整个董事会。一路上，当机器人遇到固定在钉子上的货物分子时，它会用 “手” 组件抓住它们并随身携带它们，直到检测到落点的信号为止。该过程很慢，但是它允许使用非常少的化学能的非常简单的机器人设计。

研究人员可以将这些原理用于令人兴奋的应用，例如使用DNA机器人在人造分子工厂中从其组成部分合成治疗性化学物质，仅在血流或细胞中给出特异性信号时才提供药物，或将分子成分分选在垃圾中进行回收，研究人员说。