巴塞爾大學研發可重複使用奈米機器人：以DNA「魔鬼氈」自我組裝，體外實驗殲滅84%癌細胞

想像一個微小到能在你的血管中游動的機器人，它能依指令自行組裝、當場製造藥物，然後再被回收、補充燃料並重複使用。這已不再是科幻小說的情節。瑞士巴塞爾大學（University of Basel）的一個團隊確實打造出這樣的裝置——一款模組化、可重複使用的奈米機器人，它利用DNA「分子魔鬼氈」（molecular Velcro）彼此扣合，並已在實驗室中展現出殺死癌細胞的能力 [8, 9]。

由Cornelia Palivan教授領導的研究團隊設計出的這款奈米機器人，外形宛如縮小版的登月火箭。它由兩個獨立模組組成：一個磁力推進單元與一個酬載膠囊。當兩個模組上的互補DNA鏈相互結合時，它們便會自主組裝成一個完整的奈米機器人 。這種DNA「魔鬼氈」具有可程式化的特性，使模組能夠按需求進行配對、分離與重新配對 。

奈米機器人的運作原理

整個系統的架構刻意設計得簡單而高度可調，核心運作如下：

• 模組化設計： 兩個截然不同且可重新配置的模組——磁力推進單元與酬載膠囊 。
• DNA「分子魔鬼氈」： 每個模組上都帶有互補的DNA鏈。當兩者相遇時，這些鏈會相互結合，將模組「啪」地扣合在一起，形成功能完整的奈米機器人。同樣的鍵結也可被解除，以便回收模組 。
• 磁力推進： 推進模組具有磁性，可透過外部磁場進行導航。磁場能引導機器人到達目標位置（例如腫瘤），並在任務結束後將其回收以供重複使用 。
• 酬載膠囊： 膠囊內部容納了四個裝載酵素的奈米級高分子囊泡。目標物質經由微小孔隙進入囊泡，酵素將其轉化為具有活性的產物，然後產物在局部區域釋放。此外，這些囊泡也可以選擇性地被打開，釋放出生物活性化合物 。
• 對接能力： 酬載膠囊上的額外生物分子，使奈米機器人能夠附著在特定的細胞表面或材料上 。