美科学家造出酶分子驱动的纳米马达

　　

长期以来研究者们一直羡慕自然界复杂的“设备”，如以蛋白为基础的驱使肌肉收缩的“马达”。现在人们正在将人造材料与生物材料结合制造新型设备。在11月24日出版的Science杂志上，研究者介绍了一个将微小的金属棒附着在一个蛋白“马达”上制造的，纳米级的推进器。研究者们认为该方法可能为将来制造出大量杂交纳米设备开辟了道路。

微型机械装置并不是什么新鲜物。在过去的20年中，研究者已经改进了大量加工硅片和其它材料制造仅仅为微米级大小的机电设备的技术。但是让制造可用的纳米级的设备则一直没有进展。生物材料开始显示出优越性了。康奈尔大学的Carlo Montemagno和同事们已经使用一个名为ATP合成酶的生物马达酶，该酶可以帮助产生细胞内化学燃料——腺苷三磷酸分子。ATP合成酶的大小仅仅为14纳米长，8纳米截面直径。

为了让这种酶分子发挥推进器的功能，该研究组首先制造了一个贴满小镍片的表面。然后他们将遗传加工的ATP合成酶蛋白结合到镍片上，确定马达的竖直方向。接下来研究者们将类似于胶水的分子结合到一个天然条件下伸出酶分子的旋转轴的顶端。最后，他们将更多的分子胶水加到金属推进器刀片中心，在将其结合到旋转轴上。因为ATP可以用作驱动旋转轴的能量，该研究组可以简单地将ATP加到马达所在的溶液中，使小小的推进器旋转（点击此处可以观看小电影：推进器不断旋转，并且吸进一个微小颗粒分子，然后颗粒分子再次出现在其表面。下载可能需要数分钟时间。）。

这种纳米设备的应用近期内还不大可能实现，尽管Montemagno指出这种微型推进器可以用于药物分配或数据储存。然而，华盛顿大学纳米技术中心的负责人Viola Vogel说，这种尝试本身具有重要的意义，因为它开辟了人造设备与生物系统结合的新时代。她说:“这是这种融合的一个成功例子，许多研究组正在朝这个方向努力。”

——摘译自11月28日ScienceNow