科學家開發人造纖毛

人工纖毛對參數的藝術描繪：安裝在表面上的手性單向分子開關是誘導纖毛驅動的定向運動的先決條件。來自基爾的科學家將簡單的偶氮苯轉化為配備有分子平臺的手性開關，以將它們安裝在金表面上。這種數十億年生物運輸系統的仿生仿真可能會在未來用于納米制造。插圖/版權：Herges

一項新發表的研究詳細介紹了基爾大學的科學家如何利用人工纖毛開發納米結構化運輸系統。

數十億年來，細菌一直在使用纖毛。這些推進的細胞器無處不在，甚至在幾乎任何人類細胞中都可以找到。繼基爾大學的天然paragon科學家之后，他們構建了模仿這些微小頭發狀結構的分子。自主移動的人工細胞器和更有效的化合物生產現在可以到達。研究人員最近在科學期刊“歐洲有機化學雜志”上發表了他們的研究結果。

纖毛或纖毛上皮像草坪一樣覆蓋我們的呼吸道。在我們的咽部和鼻粘膜中，它們負責將粘液和嵌入其中的顆粒持續輸送到我們的喉嚨。（除了重度吸煙者，其纖毛被尼古丁和焦油破壞。）Tobias Tellkamp和Rainer Herges教授現在已經接近他們用可切換分子人工復制這種生物運輸系統的目標。

暴露在光線下時擺動的分子早已為人所知。但是直到現在還不能進行定向運動，因為來回運動相互抵消。為了實現凈位移，纖毛應該只擊敗一側。在m中應用一個技巧分子構建，基爾大學合作研究中心677的化學家“通過切換起作用”解決了這個問題：此外，為了讓這些分子纖毛上下運行，科學家們將它們固定在表面上?！拔覀冊陂_關上安裝了一種分子吸盤”，項目負責人Herges解釋說。

研究表明，這種吸盤非常適合金表面?？茖W家團隊觀察到，這些分子在表面上自主自組裝，密集堆積，并排排列，像橙子一樣放在架子上。博士候選人Tellkamp解釋說：“吸盤粘附在表面，但它們仍然可以移動并相互吸引。通過這種方式，形成了人造上皮。科學

下一個合乎邏輯的步驟是找出人造上皮是否與我們的科學鼻粘膜有很多相同的作用。與基爾大學原子力顯微鏡（AFM）物理系的Olaf Magnussen教授合作，將用于可視化納米級粒子的光驅動，定向傳輸。

最近的發現特別有趣，不僅在基礎研究方面。通過人工纖毛上皮，分子納米制造似乎是可能的-分子大小的機器將通過專門精確地定位化學產品來構建其他機器。因此，整個生產工廠都可以放在一塊小芯片上。其他可能的應用領域包括配備有受外部刺激控制的分子纖毛的科普人造細胞器；或者在更遠的將來，它們可以在血流中自主操作并將藥物運送到疾病部位。

出版物：Tobias-Tellkamp等人，“分子平臺上的重氮嗪”，Eur。J、 有機?；瘜W。2014DOI:10.1002/ejoc.201402541

圖像：Herges