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一種微型機器能夠幫助藥物在體內的傳遞,并在各“小型實驗室”內搬運化學物質。
西班牙巴塞羅那大學的Golestanian和Pietro Tiemo通過模仿槳輪汽船工作原理在實驗室研發(fā)出了首部人造微型游泳器。運動時無需使用化學推進力或將自身折疊成不同形狀,就可以幫助藥物在人體內進行傳遞。
對微型游泳器來說,水的黏滯性給運動造成的障礙比我們想象中大得多。這就像人在蜂蜜中游泳:在每劃動一半的期間內任何向前的運動都會被劃后一半時的反向運動所抵消,造成游泳器原地不動。這就是如大腸桿菌這樣的細菌為什么利用稱為鞭毛、像旋轉的螺旋狀尾部來推動自己前進。通過不斷旋轉的“推進器”,而不是來回游泳運動,細菌向前移動。
如今,巴塞羅那大學的研究人員利用直徑為1微米和3微米的兩個小珠制成了他們的微型游泳器。他們用稱作抗生蛋白鏈菌素的一種蛋白質涂覆小珠,這種抗生蛋白鏈菌素與DNA牢固地結合,然后與兩股8納米長的DNA緊縛在一起。
小珠由磁性材料制成,并用任何應用的磁場使其排列。通過旋轉這一磁場,研究人員使小珠自旋,并欣喜地發(fā)現,小珠以每秒約1微米的速度在水中移動。Pietro Tierno說:“我沒想到會親眼看到像在細菌中看到的類似推進器?!?/p>
只有當此微型機器接近容器底部時,運動才會發(fā)生。這是因為此時液體容器底面“粘住”的可流動的邊界層很少,于是相對于其他位置的水,這層水將對旋轉小珠施加更大的力。這就使得整個物體運動,就像一個槳輪能夠推動一只船,因為水比空氣對槳產生更大的阻力。
研究小組相信,此技術可很容易地被縮小為納米級,這樣它就可以用作藥物載體。Golestanian表示,“微米級和納米級流體動力學并非完全不同?!毙⊙苤袘哂写藱C器游動時所需的邊界層特性。
Tierno認為。游動的小珠也可以將試劑從小型化“芯片實驗室”的一部分穿梭運送到另一部分。英國利茲大學生物學家John lllingworth對此留下深刻印象,但他認為,“他們所做的肯定難以實現。”