生物纳米马达的研究进展及专利列举

时间:2017-06-22 11:14:10 材料毕业论文 我要投稿

生物纳米马达的研究进展及专利列举

  生物纳米马达,又称生物马达分子、分子马达或纳米机器,是由生物大分子构成并将化学能转化为能的纳米系统。天然的分子马达,如:驱动蛋白、RNA聚合酶、肌球蛋白等,在生物体内的胞质、DNA复制、细胞分裂、肌肉收缩等生命活动起着重要作用。它是马达家族的革命,标志着人类由制造马达到制造生物马达的'理想成为现实。纳米马达这种聚合物分子含有数对氮原子,氮原子两侧各有一个苯环,环与环之间的氮“桥”扭结在一起。分子的往复伸缩形变就是马达的运转。分子马达的种类和运动方式见下表:   (出处见参考文献1)       分子马达方面的一个新进展是将DNA用于纳米机械装置制成DNA马达。2000年8月,Bell实验室和牛津大学的研究者开发了一个DNA马达。据预测,DNA马达技术可制造比当今快1000倍的。在制作DNA马达时DNA既是结构,而且也作为“燃料”。       2001年4月,美国康奈尔大学的研究者研制出一台生物分子纳米发动机。据称,这台生物分子纳米发动机仅一个病毒般大小,由有机物充当的发动机和镍无机物充当的螺旋桨两部分组成。整台发动机机长750纳米,宽150纳米。这台发动机是由ATP(三磷酸腺苷)提供能量,即生物体内的三磷酸腺苷分子为纳米马达供电,由ATP合成酶驱动发动机运转。每加一次能量,纳米发动机可连续工作一小时。科学家高度评价此项科技成果,认为生物分子纳米发动机在领域将大有用武之地。例如,它可以充当一个“小护士”,巡视全身;它还可以在体内充当一个“小剂师”,解释细胞发出的化学信号,计算必要的剂量,在人体内直接分配药量等[7-9]。       近两年对分子马达研究最多的仍是美国,涉及马达蛋白的生物物理、生物化学特性;分子马达装配于纳米机械系统;利用水凝胶表层定位或集成分子马达蛋白;通过35nm的phi29纳米驱动pRNA粒子传递基因治疗的siRNA和ribozyme颗粒等研究;在真核细胞的直径为25 nm的封闭微管中,含驱动蛋白的分子马达所进行的输送传递。此外,荷兰、瑞士等国也对两个分子马达合成方法,分子马达高精度驱动有所研究。

  采用“(molecul* or nano*) and motor*”策略在欧洲专利局网站检索,将所得相关专利列表如下:       参考文献:
1.分子马达的研究与应用前景.微电机 2005,38(2) 67-69 2.能探测病毒的纳米器件 http://www.qiji.cn/news/scinews/2004/10/10/20041010142644.htm 3.Control of a biomolecular motor-powered nanodevice with an engineered chemical switch Nature Materials v 1 n 3 November 2002. p 173-178 4.Delivery of siRNA and ribozyme for gene therapy by 35-nm nanoparticles of phi29 motor pRNA Meeting Abstracts 2004 Joint International Meeting - 206th Meeting of the Electrochemical Society/2004 Fall Meeting of the Electrochemical Society of Japan, MA 2004-02 2004. 5.Functional hydrogel surfaces: Binding kinesin-based molecular motor proteins to selected patterned sites.Advanced Functional Materials v 15 n 8 August 2005. p 1303-1309 6.Synthesis of functionalized molecular motors Synthesis n 11 Jul 15 2005. p 1789-1796 7.Guiding motor-propelled molecules with nanoscale precision through  silanized bi-channel structures Nanotechnology v 16 n 6 Jun 1 2005. p 710-717