香蕉葉成為科學(xué)家的“靈感繆斯”，研究成果有望用于癌細(xì)胞的精準(zhǔn)捕殺和有機(jī)污染物的高效降解。

相關(guān)論文以《雙功能生物混合式磁驅(qū)動微米機(jī)器人》為題發(fā)表，第一作者是陳婷博士，通訊作者為華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院董任峰副研究員、蔡躍鵬教授和華南理工大學(xué)任碧野教授。

據(jù)了解， 在最初選材時， 該團(tuán)隊既希望能夠既在功能上做到集成， 又對原材料的成本進(jìn)行控制，且對結(jié)構(gòu)和性能有一定要求。經(jīng)過調(diào)研， 他們將從香蕉葉中分離出的螺旋狀微導(dǎo)管選作生物模板用于構(gòu)建磁驅(qū)動微米機(jī)器人的主體。

董任峰博士介紹說，之前將生物質(zhì)結(jié)構(gòu)賦予磁性對于設(shè)備的要求比較高，需要在真空環(huán)境下去完成，很難實現(xiàn)批量生產(chǎn);有一些生物質(zhì)甚至?xí)谡婵窄h(huán)境下，由于其中的水分迅速抽干，而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)坍塌。因此，他們一改傳統(tǒng)物理方法，而使用化學(xué)鍍法。這樣只需將提取的生物模板，在室溫下泡到對應(yīng)的化學(xué)溶液中，即可得到既具有較好的磁性又保留生物模板原始結(jié)構(gòu)的磁驅(qū)動微米機(jī)器人。

關(guān)于該研究潛在的應(yīng)用場景，董任峰博士表示，之前的微納米機(jī)器人通常只具備一種應(yīng)用潛力，而他們所研發(fā)的基于生物模板的磁驅(qū)動微米機(jī)器人集成了生物醫(yī)用和環(huán)境治理兩方面的應(yīng)用。該磁驅(qū)動微米機(jī)器人具有制造簡單、成本經(jīng)濟(jì)、高效推進(jìn)等多種優(yōu)異的特性，在環(huán)境和生物應(yīng)用方面展現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景。

而在生物應(yīng)用方面，該新型磁驅(qū)動微米機(jī)器人一方面通過其高度可控的運(yùn)動性能可精準(zhǔn)的靠近癌細(xì)胞，另一方面，由于該磁驅(qū)動微米機(jī)器人與癌細(xì)胞表面之間的特殊化學(xué)作用，令其可以精確捕獲癌細(xì)胞。此外，由于表面修飾的功能材料F e 3 + - T a具有較好的光熱作用，因此，在成功捕獲癌細(xì)胞后，可進(jìn)一步在光照下產(chǎn)生熱量殺死這些癌細(xì)胞。該磁驅(qū)動微米機(jī)器人可實現(xiàn)對癌細(xì)胞精準(zhǔn)靶向捕獲、可控路徑運(yùn)輸、高效光熱殺傷一系列精細(xì)化操作，有望在未來生命體內(nèi)進(jìn)行微納米級別的精準(zhǔn)診療。

董任峰博士談到，他們團(tuán)隊還在光驅(qū)動微納米機(jī)器人方面做了很多工作，未來希望這種基于生物模板的新型磁驅(qū)動微米機(jī)器人既有磁驅(qū)動的特點，又有光驅(qū)動的優(yōu)勢，以擴(kuò)展到更多的應(yīng)用場景。

總體而言，這項研究的亮點主要有兩方面。一方面，其選用的生物模板具有天然的優(yōu)勢，后期人工修飾的材料具有可定向功能化的特點，從未來發(fā)展上看，將大自然中生物和人工材料相結(jié)合是大勢所趨; 另一方面，微納米機(jī)器人是當(dāng)前的一種新興科技，具有極其廣闊的發(fā)展前景， 有望在生物探測、智能載藥、環(huán)境治理、微納米組裝等多個領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，而此次的研究成果證實了微納米機(jī)器人也可實現(xiàn)多功能集成，這可能在微納米機(jī)器人領(lǐng)域成為一種新的趨勢。

下一步，該團(tuán)隊將繼續(xù)深入展開微納米機(jī)器人應(yīng)用方面的研究工作。董任峰提到，此次他們?yōu)槲⒓{米機(jī)器人提供的磁驅(qū)動方式屬于外場驅(qū)動型，之后會在外場驅(qū)動型微納米機(jī)器人的制備、運(yùn)動優(yōu)化及應(yīng)用方面開展更多基礎(chǔ)性研究，尤其是在自然生物體與人工微納結(jié)構(gòu)結(jié)合的生物雜交機(jī)器人方面將做進(jìn)一步推進(jìn)，例如將微生物、微藻、細(xì)胞等和精細(xì)的微納米結(jié)構(gòu)相結(jié)合，希望能夠開發(fā)出既具備生物體本身天然優(yōu)勢，又具備人工微納結(jié)構(gòu)指定功能的智能化“ 生命體-微機(jī)械”結(jié)合型微納米機(jī)器人。