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“納米之手”：病毒捕捉的創(chuàng)新工具
2024年12月05日 09:58:21
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4672
NanoGripper的設計靈感源自人類的手掌和鳥類的爪部，其獨特的構造使其能夠高效地捕獲目標分子。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】近期，美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究團隊取得了令人矚目的科學突破：他們研發(fā)出了一種全新的工具——NanoGripper，這是一種由單一DNA分子精妙折疊形成的四指微型“手”。此成果為病毒的迅速檢測提供了全新的途徑，并在預防病毒感染方面展現(xiàn)出巨大的應用潛力。
NanoGripper的設計靈感源自人類的手掌和鳥類的爪部，其獨特的構造使其能夠高效地捕獲目標分子。這個納米級的“手”由同一塊DNA材料通過復雜的折疊工藝打造而成，包括四個靈活的手指和一個手掌部分。每個手指均配備有三個可活動的關節(jié)，可以根據(jù)需要調整彎曲程度和角度，這使得NanoGripper能夠靈活應對各種捕獲任務。
手指上安裝有特制的DNA適體，這些小分子經(jīng)過編程能夠識別特定的目標分子。一旦與目標分子接觸，手指便會自動彎曲，牢牢抓住目標。這種設計使得NanoGripper在捕捉病毒時表現(xiàn)出極高的效率和靈敏度。同時，手的“腕”部可以固定在固體表面或其他大型結構上，便于在生物醫(yī)學領域進行應用，例如作為傳感器或藥物遞送系統(tǒng)的一部分。
研究團隊將NanoGripper與光子晶體傳感器平臺相結合，開發(fā)出了一種能夠在30分鐘內完成測試的方法。該方法的靈敏度與醫(yī)院常用的金標準qPCR分子測試不相上下。當NanoGripper捕獲病毒后，附著在其上的熒光分子會在LED燈或激光的照射下發(fā)出光芒，從而被檢測系統(tǒng)識別并準確計數(shù)每一個病毒顆粒。
除了疾病診斷外，NanoGripper還具備預防病毒感染的能力。在實驗中，當將其加入細胞培養(yǎng)基并暴露于新冠病毒時，它能夠包圍病毒并阻止病毒表面的刺突蛋白與細胞表面的受體相結合，從而有效防止病毒進入細胞引發(fā)感染。這一發(fā)現(xiàn)為病毒感染的治療提供了新的視角。
此外，NanoGripper具有高度的可編程性，這意味著通過簡單的重新編程，它可以針對其他類型的病毒，如流感病毒、HIV或乙型肝炎病毒等。這種靈活性使得NanoGripper在應對不同病毒威脅時具有廣闊的應用前景。
不僅如此，NanoGripper在精準醫(yī)療領域也展現(xiàn)出巨大的應用潛力。其“手指”可以通過編程來識別特定的腫瘤標志物，從而將抗癌藥物直接輸送到癌細胞處，實現(xiàn)精準治療。這種精確的藥物遞送系統(tǒng)有望提升治療效果，并減少副作用。
NanoGripper的研發(fā)不僅依賴于復雜的DNA折疊技術，還得益于人類對“手”這一結構的深入理解和靈感。手的靈活性和精細操作能力使人類能夠完成復雜的認知任務，而NanoGripper則借鑒了這一特性，設計出了一種能夠高效捕獲目標分子的微型“手”。
這項研究成果的發(fā)布不僅標志著DNA納米技術在生物醫(yī)學領域取得了重要進展，也為未來的病毒檢測和治療提供了全新的方法和思路。隨著技術的不斷演進和完善，NanoGripper有望在未來的醫(yī)療領域發(fā)揮更加關鍵的作用，為人類的健康事業(yè)作出更大的貢獻。
總之，NanoGripper作為一種創(chuàng)新的工具，憑借其獨特的結構和功能，為病毒的快速檢測和預防提供了新的解決方案。這一成果不僅彰顯了DNA納米技術的巨大潛力，也為未來的醫(yī)療研究和應用開辟了全新的道路。
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