纳米“巧手”擒病毒,助力精准医疗新篇
美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员开发了一项突破性的技术——NanoGripper,一种由单一DNA分子折叠成的四指微型“手”。这一创新成果发表在最新一期的《科学·机器人》杂志上。
灵感源自自然
NanoGripper的设计灵感来源于人类手掌和鸟类的爪子,具有四个可弯曲的手指和一个手掌,全部由同一块DNA材料通过复杂的折叠技术制成。每个手指设计有三个可弯曲的关节,弯曲程度和角度可按需调整。
手指上配备有特殊的DNA适体,这些适体可以被编程来识别特定的目标分子。一旦与目标分子接触,手指就会自动弯曲,紧紧抓握住目标。NanoGripper的“腕”部可附着在固体表面或其他较大结构上,使其非常适合应用于生物医学领域。
疾病诊断的突破
研究人员将NanoGripper与一种光子晶体传感器平台整合在一起,发明了一种可在30分钟内完成测试的方法。这种方法的灵敏度与医院常用的金标准qPCR分子测试相当。
当NanoGripper捕获病毒后,附着在其上的荧光分子会在LED灯或激光的照射下发光,足以让检测系统识别并计数每一个病毒颗粒。这种快速、高灵敏度的检测方法可以显著加快疾病诊断的速度和准确性。
预防病毒感染
除了疾病诊断外,NanoGripper还具有预防病毒感染的潜力。实验中,当将其加入到细胞培养基中并暴露于新冠病毒时,NanoGripper可以包围病毒并阻止病毒表面的刺突蛋白与细胞表面的受体结合,从而防止病毒进入细胞造成感染。
NanoGripper可通过简单的重新编程来针对其他类型的病毒,如流感病毒、HIV或乙型肝炎病毒。这意味着它可以作为一种通用平台,用于检测和预防广泛的病毒性疾病。
精准医疗的新希望
NanoGripper在精准医疗领域也具有广阔的应用前景。其“手指”可被编程来识别特定的肿瘤标志物,从而将抗癌药物直接输送到癌细胞处,实现精准治疗。
此外,NanoGripper还可以用于递送其他类型的治疗剂,如基因疗法和免疫疗法。它的生物相容性使其成为安全的给药工具,可以减少治疗的副作用并提高疗效。
创新工具,广阔前景
NanoGripper作为一种创新的分子生物工具,具有广阔的应用前景。它不仅可以提高疾病诊断的效率和准确性,还可以预防病毒感染并助力精准医疗的突破。随着研究的深入,NanoGripper有望在医疗保健领域发挥越来越重要的作用,推动医学科学不断进步。
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