DNA机器人：能进人体送药、抓病毒的“纳米小卫士”

本文介绍了DNA纳米机器人的前沿研究进展。研究人员借鉴宏观机器人（如刚性机器人、柔性机器人和折纸机器人）的设计原理，在纳米尺度上对DNA进行工程化改造——通过构建刚性连接点、引入柔性元件、采用DNA折纸技术等方法，使DNA分子具备可控运动与执行任务的能力。控制DNA机器人运动面临巨大挑战，因其处于持续随机碰撞的分子环境中；目前主要依靠两种策略：一是生化控制，如DNA链置换反应（用特定序列的‘燃料链’触发结构变化）；二是外部物理信号控制，如电场、磁场和光，实现高精度行为调控。在应用方面，DNA机器人有望充当‘纳米外科医生’，在体内精确定位病灶细胞并递送药物，甚至直接捕获病毒（如SARS-CoV-2），发展为全自动靶向治疗平台；在制造业中，它可作为可编程模板，以亚纳米级精度排列纳米颗粒，推动分子计算和高性能光学器件的发展。然而，实际推广仍面临多重障碍：布朗运动干扰导致操控困难；现有设计大多结构简单、孤立运行，难以适应复杂生理环境；基础数据匮乏——缺乏DNA结构力学性能的系统数据库，也缺少成熟可靠的多尺度仿真工具。为此，跨学科协同成为关键路径：建立标准化DNA‘零件库’、利用人工智能辅助设计与模拟、提升生物制造工艺水平。研究团队指出：‘未来的机器人不再只是金属与塑料，而是有生命的、可编程的、具智能的分子工具——它们将助人类真正掌控微观世界。’