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中國科學(xué)院沈陽自動化研究所微納米課題組利用納米操作機(jī)器人在單分子病毒三維可控操作方法研究方面取得最新科研成果。

納米操作機(jī)器人可定義為能夠?qū){米尺度物體實現(xiàn)有效操控的機(jī)電系統(tǒng)，與宏觀機(jī)器人相比，它具有超級靈敏、超高精確等特點(diǎn)，可以在極微小尺度下完成宏觀機(jī)器人無法實現(xiàn)的各種觀測、表征和操控功能。2005年，沈陽自動化所建立了我國第一臺納米操作機(jī)器人系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上率先開展了與生命科學(xué)相交叉的前沿科學(xué)研究，在單分子病毒三維操作方面的應(yīng)用正是該研究的代表。

病毒是細(xì)胞內(nèi)最小的寄生者，很多重要的疾病都與病毒密切相關(guān)，如HIV和HBV就分別是導(dǎo)致艾滋病和肝炎的感染病毒，同時病毒又能作為一種十分重要的載體來進(jìn)行疾病的治療，如病毒載體攜帶治療基因進(jìn)入腫瘤細(xì)胞，在腫瘤細(xì)胞作用下病毒的衣殼裂解，釋放出治療基因，達(dá)到基因治療的目的。因此如何監(jiān)測病毒對細(xì)胞的侵染過程就成為當(dāng)今科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)之一，而實現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵使能技術(shù)就是單分子病毒的三維納米操作方法。

針對該問題，機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實驗室微納米課題組以基于AFM的納米操作機(jī)器人為基礎(chǔ)，研究了針對腺病毒的三維空間操作方法。實驗結(jié)果表明，利用基于局部掃描技術(shù)的三維操作策略，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)病毒分子在三維空間中的自由操作，還能根據(jù)設(shè)計構(gòu)筑出全病毒分子的三維納米結(jié)構(gòu)，這不僅為病毒侵染細(xì)胞過程的實時檢測邁出了堅實一步，同時為發(fā)展基于病毒分子的新型三維納電子器件提供了技術(shù)途徑。

研究團(tuán)隊自2009年開拓納米操作機(jī)器人與生命科學(xué)的交叉研究以來，取得了一些重要的原創(chuàng)性成果，如開發(fā)了單細(xì)胞活動狀態(tài)表征技術(shù)、液體環(huán)境探測噪聲抑制技術(shù)、抗原分子特異性識別技術(shù)以及細(xì)胞表面改性方法等等。這些方法與技術(shù)的突破，表明沈陽自動化所在納米機(jī)器人與生命科學(xué)融合研究方面取得了實質(zhì)性進(jìn)展，為納米操作機(jī)器人在細(xì)胞分子生物學(xué)及病毒免疫學(xué)的應(yīng)用開辟了新的道路。