20、分子机器人的分子致动器：前沿技术与应用展望

分子机器人的分子致动器：前沿技术与应用展望

1. 分子机器人的应用前景

分子机器人在应对化学或物理刺激时展现出群体行为，具有广泛的应用潜力。例如，“基因诊断试剂盒”能够通过分子机器人绘制图像，直观地显示检测到的基因信息；“micromachines”可以利用分子机器人组装纳米部件。此外，还有用于组装纳米部件的“微反应器”和化学工厂等潜在应用。未来，有望开发出具有更复杂功能的分子机器人。

2. 肽致动器

肽自组装纳米纤维的形成和解离可以通过β - 折叠结构对光、pH和氧化还原等刺激做出动态响应来控制。其中，光能够在相对较短的时间内诱导肽的结构变化，并控制肽纳米纤维的自组装时间。
- 光响应肽 - DNA 共轭物 1 ：由β - 折叠形成肽（FKFEFKFE）和单链 DNA（dA20）通过光可裂解氨基酸连接而成。DNA 部分通过静电排斥抑制肽的自组装，并利用 DNA 杂交确定肽自组装的位置。在 365 nm 光照下，共轭物 1 被裂解，释放的 FKFEFKFE 肽自组装形成纳米纤维。当共轭物 1 与固定有互补 dT20 的玻璃基板杂交时，光照会形成微米级的纤维结构；而在固定有 dA20 的玻璃基板上，即使光照也很难形成纤维结构。
- 光响应肽 - DNA 共轭物 2 ：光裂解速度比共轭物 1 快得多。用共轭物 2 不对称修饰的相分离巨型脂质体在光照下的平移运动显著增强，其平移运动加速度约为未修饰巨型脂质体的六倍。可能的驱动力是脂质体纳米纤维形成侧与另一侧之间的表面张力梯度引起的马兰戈尼效应。此外，还成功构建了用该光响应肽 - DNA 共轭物修饰的 DNA 微球，其表现出负趋光性。 </