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【天富娱乐代理分红】最新研究克服了使用酶驱动的纳米机器人的一个关键问题

《【天富娱乐代理分红】最新研究克服了使用酶驱动的纳米机器人的一个关键问题》

一项由国家心血管研究中心(CNIC)、the Universidad Complutense大学(UCM)、Universidad de Girona(UdG)和加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)的科学家与其他国际中心合作进行的一项研究克服了使用脂肪酶驱动的纳米机器人的关键问题之一,利用在消化过程中起重要作用的酶为生物催化纳米马达提供动力。

这篇发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上的文章描述了一种调节由酶驱动的马达的工具,拓宽了其潜在的生物医学和环境应用。

微生物能够在复杂的环境中游动,对周围环境作出反应,并能自主地组织起来。在这些能力的启发下,在过去的20年里,科学家们成功地人工复制了这些微小的运动单元,先是在宏微观尺度上,然后是在纳米尺度上,在环境修复和生物医学领域找到了应用。

“微型和纳米马达的速度、承载能力和表面功能化的容易程度,使这些设备成为解决许多生物医学问题的有前途的仪器的最新研究进展。然而,对于这些纳米机器人的广泛应用,一个关键的挑战是选择一个合适的马达来推动它们。

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在过去5年里,IBEC集团率先使用酶来产生纳米马达的推进力。”生物催化纳米马达利用生物酶将化学能转化为机械力,这种方法引发了人们对该领域的极大兴趣,其中尿素酶、过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶是为这些微型发动机提供动力的最常用选择,”Sánchez说。

CNIC集团在不同纳米材料表面的结构操纵和固定化脂肪酶方面处于领先地位。脂肪酶是一种优秀的纳米马达组分,因为它们的催化机制涉及到开放的、活跃的和封闭的形式之间的构象变化,“在这个项目中,我们研究了调节脂肪酶催化活性以推动硅基纳米颗粒的效果,”菲利斯解释道。

除了酶的三维构象之外,研究小组还研究了在纳米马达表面固定酶的过程中通过控制酶的方向如何影响其催化活性,从而影响纳米机器人的推进力。

研究人员对硅纳米颗粒的表面进行化学修饰,在固定化过程中产生脂肪酶构象和取向的三种特定组合:1)开放构象+受控取向;2)闭合构象+不受控制的取向;3)介于1和2之间的情况。

研究小组用光谱技术分析了三种类型的纳米机器人,分析了与酶活性相关的催化参数,动态分子模拟(由UdG的Silvia Osuna教授的团队进行),以及通过显微镜技术直接跟踪单个纳米马达的轨迹。”结果表明,结合开放的酶构象和纳米马达上的特定方向是实现可控推进的关键。”

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