分子马达特殊的结构特性赋予其特殊的功能。本论文从分子马达的结构特性出发，用全酶分子马达构建了生物传感器，并通过定向特异性连接和非特异性吸附将其固定在特殊的衬底上，然后用于检测特殊的病毒蛋白。同时利用重组分子马达构建了纳米机器人，充分利用其动力学特性，研究了其在加速溶栓方面的应用，结果表明纳米机器人对血栓溶解有较强的促进作用。　　 1.医学检测用分子马达生物传感器的制备及检测元件在特殊衬底上的定向组装　　 a.分子马达的基本特性研究:ATP酶分子马达是传感器的主体，首先研究了分子马达自身的动力学特性，利用其合成ATP的特性在37℃考核了其耐疲劳程度。　　 b.功能检测元件和探针的引入:选择简单易行的方法将目的蛋白或病毒颗粒的探针连接到分子马达的不同亚基上去，用荧光标记的方法研究了此类生物传感器的构建中所用的蛋白连接的有效性。　　 c.分子马达在特殊衬底上的定向组装:为方便使用，最终应该将传感器以固体为界面呈现出来，所以研究了分子马达在特殊衬底上的定向组装。研究中将3-氨丙基三乙氧基硅烷引入并牢牢的固定在玻璃和PDMS的衬底上，氨基与生物素Biotin发生反应就使衬底得到了活化的位点，在分子马达的囊泡部分插入生物素化的磷脂，然后以亲和素Avidin为桥成功的将功能化的分子马达定向的组装到衬底上，这种技术也可以用于对分子马达进行单分子研究。　　 2.纳米生物机器人技术及其在血栓类疾病治疗中的应用　　 a.分子马达的重组:此类纳米生物机器人工作的核心是δ-freeFoF1-ATP酶分子马达，所以首先进行嗜热光和菌的培养，从中提取出带有FoF1全酶分子马达的Chromatophore，然后通过生物化学的方法将分子马达的F1部分连同δ亚基一起切掉，之后再将F1按照特定的方向组装到Chromatophore上去，研究了分子马达重组的工艺，首次发现了ε-亚基对全酶活性的影响。实验结果证实了重组后的分子马达因为不受Fo-F1之间起桥接作用的δ-亚基的制约，其ATP水解活性得到了大大的增强，这为以δ-freeF。F1-ATP酶分子马达为主体构建纳米机器人打下了坚实的基础。　　 b.纳米机器人的构建:在重组分子马达的β-亚基上引入了蛋白纳米颗粒作螺旋桨，在Chromatophore上引入了血栓抗体做定位基，每一步连接都充分利用生物特异反应进行，还要保证螺旋桨和定位基之间互不影响，每一步连接都经过荧光标记的方法进行了检验，实验证明了连接的特异性和有效性。这样纳米机器人就同时具备了储能装置，动力装置和定位装置。　　 c.血栓模型的构建:取健康人的血液构建了性能良好的全血血栓模型，以FITC荧光标记的纤维蛋白为荧光载体，制得了性能良好的荧光标记的血栓。　　 d.纳米机器人辅助溶栓:首先对纳米机器人进行充分的光照，最大限度的发挥从光合菌中提取的Chromatophore光照储能的优势，选用尿激酶为溶栓药物，将纳米机器人用于体外溶血栓，分别采用称重、离心取沉淀和做病理切片用荧光显微镜对纤维蛋白网格进行拍照的方法从宏观和微观两个角度证明了纳米机器人对血栓溶解有较强的促进作用。