Enzymatically triggered actuation of miniaturized tools.
Enzymatically triggered actuation of miniaturized tools.
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DOI：
10.1021/ja106218s
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发表时间：
2010-11-24
影响因子：
15
通讯作者：
Gracias DH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bassik N;Brafman A;Zarafshar AM;Jamal M;Luvsanjav D;Selaru FM;Gracias DH
我们展示了一种方法，利用酶-底物生物分子相互作用的特异性，在生物相容性条件下触发小型化工具。小型化的夹持器采用多层铰链，采用本构应变能和生物聚合物触发器，以及铁磁元件。这种组合避免了对外部能源的需要，并允许对工具进行远程操作。生物聚合物铰链组件的选择性酶降解触发夹持器的关闭；随后用正交酶重新打开。我们强调这些酶触发工具的效用，通过演示从一个模型器官系统的肝组织活检和抓握和释放海藻酸盐珠。这一策略提出了一种开发智能材料和设备的方法，这些材料和设备可以根据极端特定的生物环境自主重新配置。
We demonstrate a methodology that utilizes the specificity of enzyme-substrate biomolecular interactions to trigger miniaturized tools under biocompatible conditions. Miniaturized grippers were constructed using multilayer hinges that employed intrinsic strain energy and biopolymer triggers, as well as ferromagnetic elements. This composition obviated the need for external energy sources, and allowed for remote manipulation of the tools. Selective enzymatic degradation of biopolymer hinge components triggered closing of the grippers; subsequent reopening was achieved with an orthogonal enzyme. We highlight the utility of these enzymatically triggered tools by demonstrating the biopsy of liver tissue from a model organ system and gripping and releasing an alginate bead. This strategy suggests an approach for the development of smart materials and devices that autonomously reconfigure in response to extremely specific biological environments.
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