|
旅美中國學(xué)者用單個DNA分子制成分子馬達(dá)
華聲報訊：兩位旅美中國學(xué)者最近在分子馬達(dá)研究領(lǐng)域取得新的突破，首次利用單個DNA分子制成了分子馬達(dá)。這一成果使得納米器件向?qū)嵱没矫嬗诌~進(jìn)了一步。
納米器件要投入實用，離不開能量的傳遞，也就是說需要分子數(shù)量級的微小馬達(dá)。科學(xué)家們已經(jīng)利用多個DNA分子制造出了分子馬達(dá)，但這些馬達(dá)存在著效率不高、難以控制的缺陷。
美國佛羅里達(dá)大學(xué)教授譚蔚泓和助理研究員李建偉新研制出的分子馬達(dá)，采用的是人工合成的單個雜交DNA分子。這種分子在一種生物環(huán)境中處于緊湊狀態(tài)，但在生物環(huán)境發(fā)生變化后，又會變得松弛。譚蔚泓和李建偉進(jìn)行的實驗證實，采用這一原理制造出的單個DNA分子馬達(dá)具有非常強的工作能力，可以像一條蟲子一樣伸展和蜷曲，實現(xiàn)生物反應(yīng)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)變。譚蔚泓等的成果已經(jīng)在美國《納米通訊》雜志上發(fā)表。
“在緊湊和松弛這兩個狀態(tài)之間進(jìn)行變化，使得分子可以作功，從而可以把一些小物體從一個地方搬運到另一個地方”，譚蔚泓最近接受新華社記者采訪時解釋說。他認(rèn)為，這一特性使得“分子馬達(dá)可以為未來的納米器件提供一種能量源泉”。
DNA（脫氧核糖核酸）是生物遺傳物質(zhì)的載體。DNA分子馬達(dá)的優(yōu)點是可以直接將生物體的生物化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而不像通常意義上的馬達(dá)需要電力。因此，從理論上說，DNA分子馬達(dá)可以借助一些生物化學(xué)變化而進(jìn)行藥物和基因等的傳遞，比如說，將藥物分子直接輸送至癌細(xì)胞的細(xì)胞膜。與多分子DNA馬達(dá)相比，單DNA分子馬達(dá)應(yīng)用起來更為方便。譚蔚泓等的研究成果使得分子馬達(dá)離實際應(yīng)用更近。
譚蔚泓指出，他們采用人工合成的單個DNA分子來制造分子馬達(dá)還有一個好處，即可以根據(jù)不同要求而有針對性地設(shè)計出DNA分子，使制造出的馬達(dá)具備各種性能。他說：“這些馬達(dá)可以有不同的效率，可以設(shè)計成有很大的做功能力，也可以設(shè)計成能把物體搬運到更遠(yuǎn)的距離�！�
不過譚蔚泓也強調(diào)說，現(xiàn)在還很難預(yù)測分子量級的馬達(dá)什么時候能真正投入實用。他們下一步目標(biāo)是要讓單個DNA分子馬達(dá)真正移動一個微小物體，并進(jìn)一步提高其工作效率。
譚蔚泓曾先后就讀于湖南師范大學(xué)和中國科學(xué)院研究生院，在湖南大學(xué)教過書。他1987年赴美，目前為佛羅里達(dá)大學(xué)化學(xué)系教授、納米生物技術(shù)研究中心副主任，并在該校癌癥研究中心和大腦研究所執(zhí)教。
|
