这项研究是由来自国家心血管研究中心(CNIC)、康普卢斯大学(UCM)、赫罗纳大学(UdG)和加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)以及其他国际中心的一组科学家进行的。
这项研究工作由CNIC显微镜和动态成像单元(ReDIB Infraestructura Cientifico Tecnica Singular的一部分)的Marco Filice和来自IBEC的ICREA研究教授Samuel Sanchez指导。
这篇文章发表在Angewandte Chemie国际版杂志上，解释了一种调节酶驱动马达的新工具，扩展了酶在环境和生物医学应用方面的潜力。
微生物有能力在复杂的环境中游动，对环境作出反应，并独立地安排自己。从这些能力中得到启示，经过20多年的研究，科学家们终于成功地人工模拟出了这些小游泳者。他们首先在宏观微观尺度上做了这个实验，后来又在纳米尺度上做了，确定了在生物医学和环境修复方面的应用。
微纳米马达的速度、承载能力和表面功能化的简易性，已经见证了最近的研究进展，使这些设备成为有前途的仪器，以解决许多生物医学问题。然而，要更广泛地使用这些纳米机器人，一个关键的挑战是选择合适的马达来推动它们。
塞缪尔·桑切斯，加泰罗尼亚生物工程研究所ICREA研究教授
在过去的五年里，IBEC团队是第一个演示使用酶为纳米马达产生推进力的人。
生物催化纳米马达利用生物酶将化学能转化为机械力，这种方法引起了该领域的极大兴趣，脲酶、过氧化氢酶和葡萄糖氧化酶是这些微型发动机最常见的动力源。
塞缪尔·桑切斯，加泰罗尼亚生物工程研究所ICREA研究教授
在固定化和结构操作脂肪酶发现在各种纳米材料表面，中国中心的团队是一个领先者。
脂肪酶能产生特殊的纳米马达成分，这可以归因于它们的催化机制，其中包括封闭和开放活性形式之间的重大构象变化。
Filice解释说:“在这个项目中，我们研究了调节脂肪酶的催化活性来推动硅基纳米颗粒的效果。”
除了酶的三维构象，研究人员还检查了酶在纳米马达表面固定化时的定向调节，以及它对催化活性的影响，进而对纳米机器人的推进力的影响。
研究小组通过化学方法改变硅纳米颗粒的表面，在固定化时生成三种特定的脂肪酶取向和构象组合(1)封闭构象加不受控制的定向，(2)开放构象加受控定向，以及(3)介于1和2之间的条件。
研究人员通过光谱方法检查了三种形式的纳米机器人，分析评估与酶活性相关的催化参数，动态分子模拟(由来自UdG的Silvia Osuna教授的小组进行)，并通过显微镜方法直接监测单独的纳米运动轨迹。
结果表明，结合开放的酶构象与纳米马达上的特定方向是关键的实现控制推进。
