近年來，DNA納米技術(shù)得到迅猛發(fā)展，基于DNA分子的可編程性，合理設(shè)計DNA分子自組裝模塊，以此作為納米尺度的“樂高積木”，可以組裝成各種靜態(tài)DNA納米結(jié)構(gòu)和動態(tài)DNA納米設(shè)備，應(yīng)用于分析化學(xué)、醫(yī)學(xué)診斷和疾病治療等多個領(lǐng)域。近日，中科院合肥研究院健康所楊良保研究員團隊創(chuàng)新性地提出一種可非線性云集“圍攻”生物靶標的智能DNA分子納米機器人模型，該成果發(fā)表在納米材料領(lǐng)域頂級期刊《Nanoscale Horizons》上。 

　　該項研究創(chuàng)新了DNA分子非線性自主裝設(shè)計原理，突破了DNA 分子非線性自組裝普遍存在的背景滲漏難題，并通過編碼新穎的嵌入式分子組裝滲漏控制程序，建立了兩個基于超發(fā)夾納米結(jié)構(gòu)的智能 DNA分子納米機器人模型，為構(gòu)建先進信號放大器和智能靶向藥物遞送載體提供了新的設(shè)計藍圖。兩個模型由多功能機械臂和備選附件(藥物、信號標簽、靶標鉗夾等)、靶標驗證器、智能云集路徑控制器和自組裝馬達等部件組成，只有在特定生物靶標出現(xiàn)時，機器人才會獲得響應(yīng)，然后以生物靶標為“圍攻”對象，通過各部件協(xié)同運行，完成機器人之間的非線性云集組裝，形成大的集合體，實現(xiàn)對特定生物靶標信號的非線性級聯(lián)放大或附件裝載物的富集。研究中，科研人員分別將腫瘤細胞小分子和外泌體等作為生物靶標，通過整合無標記表面增強拉曼光譜（SERS）信號讀出技術(shù)和熒光分子信號標簽，檢驗了設(shè)計模型的應(yīng)用性能，提示了智能DNA分子納米機器人在生物傳感、生物成像和藥物遞送中的應(yīng)用潛能。 

　　該項工作由李紹飛博士為第一作者，楊良保研究員為通訊作者，得到國家自然科學(xué)基金等項目的資助。 

　　文章鏈接: https://doi.org/10.1039/D2NH00018K

　　智能DNA分子納米機器人非線性云集“圍攻”靶標示意圖

智能DNA分子納米機器人非線性云集“圍攻”靶標原子力顯微成像