分子“納米手”能捉住病毒進行檢測

科技日報北京12月2日電 （記者張夢然）美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校團隊開發出了一種創新的工具——由單一DNA分子折疊成的四指微型“手”。其被命名為NanoGripper。這個納米級別的“手”不僅能高效地捕捉病毒，實現高度敏感的快速檢測，還有潛力阻止病毒入侵細胞，避免感染發生。該成果發表在最新一期《科學·機器人》雜志上。

NanoGripper的設計靈感來源于人類的手掌和鳥類的爪子。它擁有四個可彎曲的手指和一個手掌，全部由同一塊DNA材料通過復雜的折疊技術制成。每個手指都設計有三個可彎曲的關節，彎曲的程度和角度可以按需調整。手指上裝有特殊的DNA適體（一種小分子），這些適體可以被編程來識別特定的目標分子，一旦與目標分子接觸，手指就會自動彎曲，緊緊抓住目標。

而手的“腕”部，可附著在固體表面或其他較大結構上，使得它非常適合應用于生物醫學領域，比如作為傳感器或藥物遞送系統的一部分。

團隊將NanoGripper與一種光子晶體傳感器平臺整合在一起，發明了一種能在30分鐘內完成測試的方法。這種方法的靈敏度與醫院常用的金標準qPCR分子測試相當。當NanoGripper捕獲病毒后，附著在其上的熒光分子會在LED燈或激光的照射下發光，足以讓檢測系統識別并計數每一個病毒顆粒。

除疾病診斷外，NanoGripper還具有預防病毒感染的能力。實驗中，將其加入到細胞培養基中并暴露于新冠病毒時，它可包圍病毒并阻止病毒表面的刺突蛋白與細胞表面的受體結合，從而防止病毒進入細胞造成感染。

此外，NanoGripper可通過簡單的重新編程來針對其他類型的病毒，如流感病毒、HIV或乙型肝炎病毒。它也可用于精準醫療領域，其“手指”可被編程來識別特定腫瘤標志物，從而將抗癌藥物直接輸送到癌細胞處，實現精準治療。

手是人類進化的杰作。手的靈活性和精細動作能力，使我們能進行復雜的認知任務。此次，科研人員以手為靈感，設計出了一種由單一DNA分子折疊成的四指微型“手”。這種小型的手如同一個“捕籠”，當識別到目標分子，它便將其抓獲。基于這一特點，他們開發出了一種病毒的快速檢測方法。同時，DNA分子手也能成為精準運送藥物的運輸工具；它還能包圍病毒，阻斷感染。DNA“納米手”是分子生物界的創新工具，未來可能引發更多療法的“進化”。