美国科学家首次借助精子驱动纳米机器人

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科学家首次借助精子驱动纳米机器人


美国科学家首次复制出了精子这种可驱动其尾巴的生物引擎，并将其改进后成功用到了纳米机器人中，可驱动纳米机器人像精子似地能在体内穿行。此机器人可望用来传输药物到指定的病灶处，或为健康人体功能加工缺少的酶，等等。
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科学家展示精子驱动纳米机器人的最初实验情况

此精微机器人有点像汽车引擎，需要有能量来启动运动。只是此机器是由10排酶小心排列而成的，消耗天然的糖，而不是汽油。它通过糖降解来产生生物能量，即高能量分子ATP。




老鼠精子示意图

在精子运动中，ATP给精子尾巴提供能量。同样，此能量也可用于纳米机器人中。美国科内尔大学兽医系生殖生物学助教亚历克斯·特拉维斯说：“我们研究精子，已经知道它是如何运动的，并将它用于纳米装置上。” 特拉维斯及其同事对此很感兴趣，因为这些酶不像大多数酶那样紧紧粘在湿软的细胞物质上，而是粘在精子尾巴刚硬的纤维组织上。这一点对人造机器人非常重要。




老鼠精子尾巴横截面示意图表明黑色纤维鞘能支持的运动 猎奇

作为其部分正常功能，酶可以弯曲、扭曲和旋转。用于纳米机器人的许多酶通常不能恰当地粘在机器上，但精子酶天生就在刚硬表面上工作，因此，很容易粘在人造装置上。为做到这一点，研究人员改变了此酶的部分特性，让它粘附在纤维尾巴组织上，因此可以附着人造芯片上的镍离子。




糖酵解为运动蛋白产生能量

至今，他们将10排酶中的2排彼此附着，另一排在中间维持秩序。当它们彼此附着时，酶就会激活，履行其正常功能。如果科学家能让10排酶全部有序地工作，它们就成了生物引擎。人体内的血糖就可以充当它们的燃料。




科学家将2种糖酵解酶附着在芯片上

在一个运行的纳米机器人实验中，其酶利用葡萄糖产生了ATP，从而驱动机器人发挥功能，启动用于治疗作用的化学反应。 猎奇