科學家打造DNA微型機器人「體內送藥」 精準打擊病灶

記者許若茵／編譯

科學家正開發一種由DNA構成的微型機器人，未來有望在人體內自由移動，將藥物精準送達需要的位置，甚至直接鎖定癌細胞或病毒等威脅，這些奈米級機器不僅可能改變醫療方式，也可能應用於超高精度的資料儲存與運算裝置。不過，目前多數DNA機器人仍處於早期實驗階段，主要屬於概念驗證。

研究人員透過多種創新設計方法，嘗試將DNA轉化為可運作的機械系統，包括打造剛性結構、加入可彎曲元件，以及運用類似摺紙的折疊技術。透過借鏡大型機器人的設計原理，例如剛性機器人、柔性機器人與摺紙機器人，科學家成功將這些機械概念縮小到奈米尺度，使DNA系統即使在極小尺寸下，仍能執行可控且可重複的動作。

然而，在分子層級中精準控制DNA機器人的運動仍是一大挑戰。為了解決這個問題，科學家開發出多種控制機制，其中一項關鍵技術是DNA鏈置換反應，透過特定DNA序列作為「燃料」與「結構」，實現對機器人動作的精確編程。此外，外部物理訊號如電場、磁場與光，也能用來引導這些機器的運動，使其行為更加可控。

更多科技工作請上科技專區：https://techplus.1111.com.tw/

在醫療領域，DNA機器人被視為未來的「奈米外科醫師」，能在體內尋找病變細胞並進行精準治療。研究人員也在探索其捕捉病毒的可能性，例如鎖定COVID-19病毒（SARS-CoV-2），未來甚至可能發展成全自動化的藥物輸送系統。

除了醫療應用，DNA機器人也可能在製造領域發揮關鍵作用。它們可作為可程式化模板，以次奈米級精度排列奈米粒子，進一步推動分子計算與高效光學裝置的發展，甚至可能超越現有技術。

科技社群討論區：https://pei.com.tw/feed/c/tech-plus

儘管進展迅速，DNA機器人仍面臨多項挑戰。例如在奈米尺度下，布朗運動會干擾精準控制；目前多數設計仍偏簡單且獨立運作，難以應對複雜環境。此外，相關基礎資料仍不足，例如DNA結構的機械特性資料庫，以及可預測其行為的模擬工具，都尚未完善。

為突破這些瓶頸，科學家強調跨領域合作的重要性，包括建立標準化DNA元件庫、導入人工智慧優化設計與模擬，以及提升生物製造技術。這些進展將是DNA機器人從實驗室走向實際應用的關鍵。

研究團隊指出，未來的機器人不再只是金屬與塑膠打造，而是具備生物特性、可程式化且具智慧的系統，將成為人類掌握分子世界的重要工具。

資料來源：sciencedaily