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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。

納米操作機器人可定義為能夠?qū){米尺度物體實現(xiàn)有效操控的機電系統(tǒng)，與宏觀機器人相比，它具有超級靈敏、超高精確等特點，可以在極微小尺度下完成宏觀機器人無法實現(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行疾病的治療，如病毒載體攜帶治療基因進入腫瘤細胞，在腫瘤細胞作用下病毒的衣殼裂解，釋放出治療基因，達到基因治療的目的。因此如何監(jiān)測病毒對細胞的侵染過程就成為當(dāng)今科學(xué)研究的前沿?zé)狳c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，機器人學(xué)國家重點實驗室微納米課題組以基于AFM的納米操作機器人為基礎(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。

研究團隊自2009年開拓納米操作機器人與生命科學(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器人與生命科學(xué)融合研究方面取得了實質(zhì)性進展，為納米操作機器人在細胞分子生物學(xué)及病毒免疫學(xué)的應(yīng)用開辟了新的道路。