中科院寧波材料所。

　　近日，一篇題為“Toward Three-Dimensional DNA Industrial Nanorobot(邁向三維DNA工業奈米機器人)”的論文發表在Science Robotics(科學機器人)學術期刊上。此論文的第一作者正是中國科學院寧波材料技術與工程研究所新型藥物製劑材料與技術團隊周峰副研究員。

　　這意味著，寧波材料所在工業奈米機器人領域取得重大創新突破。

　　在現代製造業中，工業機器人因能完成高精度自動化操作而成為關鍵組成部分。而奈米級的工業機器人，作為創新的製造平臺，在處理和生産奈米材料方面展現出巨大的應用潛力。不過，製造這種奈米機器人仍面臨技術挑戰。

　　顯微鏡下的奈米機器人。

　　由Nadrian Seeman教授率先提出的DNA奈米技術，以0.3奈米的高精度，為精確、可控地自組裝各類奈米材料提供了新方法。這項技術已在生物晶片、生物電腦、核酸藥物等領域顯示出廣泛的應用前景。如今，DNA奈米技術在製造奈米機器人方面也顯示出巨大潛力。

　　周峰副研究員長期專注于可控生物奈米材料的設計、製備和應用，其研究前期集中于精確控制生物奈米材料的組裝過程，並在將其廣泛應用於奈米製造方面取得了多項成果。最近，他們在設計和製造能自我複製的三維DNA奈米機器人方面取得了重要進展。

　　在這項研究中，該團隊創新地運用DNA奈米技術，結合可折疊的支架結構和多重響應控制方式，成功研發出一種新型的三維DNA工業奈米機器人。

　　這些機器人，能夠在奈米尺度上自動執行重復任務，並可以高精度地製造出具有特定結構的手性奈米材料。該奈米機器人的大小約100奈米，它們能夠利用溫度控制和紫外線(UV)來操控和對齊奈米尺寸的零件，然後將奈米零件精準地焊接在一起，製造出所需的奈米結構，並在完成後重置，以進行下一個操作。

　　奈米機器人自我複製原理圖。

　　這種方法，使得這些奈米機器人能用普通零件製造出具有光學特性的手性奈米産物。

　　此外，這些奈米機器人，還可以通過“可控折疊”技術增加製造過程中的靈活性。這種技術使得機器人能夠完成三維結構的多迴圈自我複製，這對於實現奈米材料的大規模生産至關重要。未來，這些DNA工業奈米機器人，有望使用核酸適配體等先進技術精準地捕獲、操縱和定位，以製備蛋白質、磷脂膜等生物材料，從而在藥物遞送領域尤其是在靶向遞送核酸或蛋白藥物方面發揮重要作用。

　　據了解，周峰副研究員是本論文的第一及通訊作者，美國紐約大學Paul Chaikin教授、Ruojie Sha研究員為共同通訊作者。該工作的第一完成單位為寧波材料所，得到了中國科學院相關項目的支援，是寧波材料所與美國紐約大學的重要合作成果。

來源： 中國寧波網    | 撰稿：記者 樂驍立    | 責編：周宣印    審核：張淵

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