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机 材 料 具 有 显 著 的 优 点 。 自 然 进 化 带 来 了 惊 人 的 生 物 分 子 多 样 性 , 与 传 统 技 术 相 比 , 许 多
自 然 分 子 系 统 表 现 出 巨 大 的 功 能 性 。 其 中 最 突 出 的 合 成 材 料 的 例 子 是 DNA 基 础 上 的 几 何 结
构 ( 包 括 人 工 结 晶 ) 和 功 能 性 的 DNA 纳 米 机 械 ( 图 例 见 图 3.2)。
图 3.2 :DNA 纳 米 机 械 (a) 一 个 包 含 三 小 段 单 链 DNA 简 单 的 配 对 结 合 , 像 钳 子 一 样 ,
并 通 过 加 入 另 一 个 单 链 DNA 可 以 实 现 开 合 。A 和 B,A 和 C 的 部 分 碱 基 次 序 互 补 配 对 而 形
成 双 链 , 这 将 形 成 开 放 的 钳 子 状 态 。(b) 新 增 加 F 链 与 BC 未 配 对 部 分 碱 基 互 补 而 导 致 钳
子 闭 合 。 再 增 加 一 条 F 互 补 链 , 与 F 形 成 双 链 , 使 得 钳 子 回 到 开 放 状 态 。 这 个 机 械 的 能 量
来 源 是 副 产 品 F 双 链 的 杂 化 能 量 。(Yurke et al 2000)
生 物 材 料 与 无 机 材 料 结 合 的 杂 合 纳 米 器 械 , 如 果 能 够 自 我 复 制 , 被 认 为 是 一 个 巨 大 的
威 胁 。 正 在 进 行 的 有 关 于 生 物 器 械 应 用 的 研 究 , 包 括 非 生 物 化 学 物 材 料 的 结 合 、 传 输 , 但
与 整 个 细 胞 相 比 , 这 只 是 基 本 分 子 。 虽 然 他 们 在 化 学 能 源 的 支 持 下 能 够 运 动 , 但 是 目 前 没
有 信 服 的 理 由 相 信 他 们 能 够 自 我 复 制 , 生 命 体 的 迹 象 还 没 成 为 可 能 。
d) 药 物 输 运
纳 米 科 技 在 基 因 和 定 向 给 药 方 面 有 巨 大 潜 力 。 这 些 载 体 是 定 向 到 特 定 的 病 灶 细 胞 功 能
化 的 纳 米 颗 粒 , 它 包 含 释 放 到 细 胞 中 治 疗 的 组 分 以 及 一 个 调 节 释 放 速 度 的 传 感 器 。 这 种 方
法 的 不 同 阶 段 已 经 得 到 证 明 , 但 这 种 结 合 了 靶 向 和 控 制 释 放 的 方 法 还 没 有 完 成 。 这 种 方 式
可 能 是 最 初 的 试 验 , 这 种 技 术 的 最 终 目 标 将 完 全 为 新 的 药 物 学 而 调 整 。
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