用于双稳态低聚物机器的系统和方法与流程

技术特征：
1.配置为表现出构象双稳定性的低聚物机器组件，包括：具有第一末端和第二末端的第一低聚物模块；具有第一末端和第二末端的第二低聚物模块，其中第一低聚物模块的第一末端连接到第二低聚物模块的第一末端；和其中第一低聚物模块和第二低聚物模块的相对取向响应于施加的刺激而从第一取向变为第二取向。2.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中低聚物机器组件响应于施加的刺激而在第一取向和第二取向之间反复地波动。3.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中施加的刺激是第一刺激，并且第一低聚物模块和第二低聚物模块的相对取向在施加另外的刺激和/或停止第一刺激时从第二取向变为第一取向。4.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中施加的刺激是如下的任意一种或多种：温度的变化、设定温度、电场、磁场、ph的变化、至少10皮牛的施加的力、规定量的能量、和/或离子强度的变化。5.根据权利要求1的低聚物机器组件，其进一步包括在第一和第二低聚物模块之间的共连接位置处的至少一个弯曲或铰链部位。6.根据权利要求5的低聚物机器组件，其中所述至少一个弯曲或铰链部位包括具有比第一和第二低聚物模块各自的柔性显著更大的柔性的第三低聚物模块。7.根据权利要求6的低聚物机器组件，其中施加的刺激使第三低聚物模块屈曲，而第一和第二低聚物模块保持基本上未屈曲。8.根据权利要求1的低聚物机器组件，其进一步包括至少一个扩展物，所述扩展物由不同于第一和第二低聚物模块的材料形成并且具有比所述低聚物模块的柔性小的柔性。9.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中各低聚物链段具有0.5nm直至15nm的长度。10.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中至少一个低聚物模块包括至少15个立构规整或立构不规整聚(n-异丙基丙烯酰胺)的重复单元。11.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中至少一个低聚物模块包括至少15个立构规整或立构不规整聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)的重复单元。12.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一低聚物模块包括至少5个立构规整或立构不规整形式的聚(n-异丙基丙烯酰胺)的重复单元，第二低聚物模块不包括聚(n-异丙基丙烯酰胺)且具有至少0.5nm的持续长度，并且第一低聚物模块的至少三分之一部分沿着所述至少三分之一部分的长度不屈曲超过50％。13.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一或第二低聚物模块的至少一个包括全同立构嵌段。14.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一或第二低聚物模块的至少一个包括无规立构嵌段。15.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一或第二低聚物模块的至少一个包括间同立构嵌段。16.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一和第二低聚物模块被选择和连接，使得低聚物机器组件配置为具有在250k-400k内的构象转变温度。
17.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中第一和第二低聚物模块包括共同的单体单元。18.根据权利要求1的低聚物机器组件，其进一步包括刚性分子结构体例如纳米管或dna。19.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中连接的第一和第二低聚物模块包括全同立构聚(n-异丙基丙烯酰胺)嵌段和无规立构聚(n-异丙基丙烯酰胺)嵌段。20.根据权利要求1的低聚物机器组件，其中连接的第一和第二低聚物模块包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。21.低聚物机器，包括：合成材料，其包含第一低聚物模块和连接至第一低聚物模块以形成低聚物链的第二低聚物模块；在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的共连接位置处的至少一个弯曲或铰链部位，所述弯曲或铰链部位允许在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲；至少一个发电元件；基底，其关于所述至少一个发电元件和低聚物链配置，使得在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲导致在低聚物链的至少第二低聚物模块和所述至少一个发电元件之间的机械相互作用；和其中低聚物链形成为使得响应于刺激，在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间以引起在第二低聚物模块和发电元件之间的机械相互作用的方式发生相对屈曲，并且其中所述机械相互作用产生与所述至少一个发电元件有关的电压的变化。22.根据权利要求21的低聚物机器，其进一步包括在所述至少一个弯曲或铰链部位处附着到低聚物链的至少一个光吸收元件，其中具有光吸收元件的低聚物链形成为使得响应于施加到光吸收元件的规定量的光能，在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间以如下的方式发生相对屈曲：引起在第二低聚物模块和所述至少一个发电元件之间的机械相互作用以产生与所述至少一个发电元件有关的电压的变化。23.根据权利要求21的低聚物机器，其进一步包括用于选择性结合能检测的分子的设置在低聚物链的所述至少一个弯曲或铰链部位处的至少一个化学特异性位点，其中具有化学特异性位点的低聚物链形成为使得响应于能检测的分子的结合，在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间以如下的方式发生相对屈曲：引起在第二低聚物模块和所述至少一个发电元件之间的机械相互作用以产生与所述至少一个发电元件有关的电压的变化。24.根据权利要求21的低聚物机器，其中发电元件包括如下的至少一种：压电元件、纳米颗粒、纳米线或纳米层。25.根据权利要求21的低聚物机器，其中低聚物链包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。26.低聚物药物递送机器，包括：第一低聚物模块；在弯曲或铰链部位处连接至第一低聚物模块以形成低聚物链的第二低聚物模块；捕获在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的治疗剂；其中低聚物链配置为使得在向其施加能量时，在第一低聚物模块和第二低聚物模块之
间发生相对运动，使得捕获的治疗剂被释放。27.根据权利要求26的低聚物药物递送机器，其进一步包括靶向剂，该靶向剂配置为促进治疗剂以靶向方式递送至哺乳动物体中的至少一个器官。28.根据权利要求27的低聚物药物递送机器，其中靶向剂包括抗体。29.根据权利要求26的低聚物药物递送机器，其中治疗剂通过非共价键被捕获在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间。30.根据权利要求26的低聚物药物递送机器，其中治疗剂通过化学键被捕获在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间。31.根据权利要求30的低聚物药物递送机器，其中化学键是能水解的键，并且其中响应于在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间发生的相对屈曲，能水解的键暴露于溶剂，该溶剂配置为使能水解的键断裂和释放捕获的治疗剂。32.根据权利要求26的低聚物药物递送机器，其中治疗剂被包封在包封结构体内，所述包封结构体布置成通过低聚物链衔接，使得向低聚物链施加能量以如下的方式诱导在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲：引起包封结构体的破裂和治疗剂的释放。33.根据权利要求26的低聚物药物递送机器，其中低聚物链包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。34.低聚物机器，包括：配置用于引入哺乳动物体中的分子排布，分子被布置和选择，使得当暴露于规定温度时，所述排布执行选自如下的至少一种机械功能：振动、伸展、旋转、提升、压制、啮合、弹回和屈曲；其中规定温度是正常的哺乳动物体温且低于引起哺乳动物细胞坏死的温度，使得在向哺乳动物体引入分子排布时，直到分子排布暴露于至少等于规定温度的温度，分子排布才执行所述机械功能。35.根据权利要求34的低聚物机器，其进一步包括配置为提高局部温度的敏化剂。36.根据权利要求35的低聚物机器，其中敏化剂化学附着至分子排布。37.根据权利要求36的低聚物机器，其中敏化剂包括纳米颗粒和有机染料的至少一种。38.根据权利要求35的低聚物机器，其中敏化剂配置为吸收在红外光谱中的光。39.根据权利要求34的低聚物机器，其中低聚物机器化学附着至抗体。40.根据权利要求34的低聚物机器，其中低聚物机器配置作为分子线性致动器。41.根据权利要求34的低聚物机器，其中低聚物机器包括至少一种成像剂，所述成像剂在低聚物机器执行机械功能之后激活。42.根据权利要求34的低聚物机器，其中低聚物机器配置作为分子钳，其中所述至少一种机械功能使低聚物机器的至少两个远端收缩以抓住在低聚物机器的所述远端之间的物体。43.根据权利要求34的低聚物机器，其中低聚物机器化学附着至有效负载，且低聚物机器配置作为分子梭以移动有效负载。44.根据权利要求34的低聚物机器，其中分子排布包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。45.低聚物机器，包括：
合成材料，其包含第一低聚物模块和连接至第一低聚物模块以形成低聚物链的第二低聚物模块；在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的共连接位置处的至少一个弯曲或铰链部位，该弯曲或铰链部位允许在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲；和附着至第一低聚物模块的第一化学试剂；附着至第二低聚物模块的第二化学试剂；和其中低聚物链形成为使得响应于向其施加的规定量的能量，第一化学试剂和第二化学试剂被引起成为彼此接触和经历化学反应。46.根据权利要求45的低聚物机器，其中化学反应包括化学键。47.根据权利要求45的低聚物机器，其中化学反应包括来自第二化学试剂的电子被第一化学试剂接收。48.根据权利要求45的低聚物机器，其中低聚物链包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。49.低聚物机器，包括：合成材料，其包含第一低聚物模块和连接至第一低聚物模块以形成低聚物链的第二低聚物模块；在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的共连接位置处的至少一个弯曲或铰链部位，所述弯曲或铰链部位允许在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲；至少一个活塞元件；基底，其关于所述至少一个活塞元件和低聚物链配置，使得在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间的相对屈曲导致在低聚物链的至少第二低聚物模块和所述至少一个活塞元件之间的机械相互作用；和其中低聚物链形成为使得响应于向其施加的规定量的能量，在第一低聚物模块和第二低聚物模块之间以引起在第二低聚物模块和活塞元件之间的机械相互作用的方式发生相对屈曲，并且其中所述机械相互作用产生机械力。50.根据权利要求49的低聚物机器，其中活塞元件为如下的至少一种：石墨烯纳米管、纳米线或dna片段。51.根据权利要求49的低聚物机器，其中低聚物链包括在两个聚(2-异丙基-n-甲基丙烯酰胺)嵌段之间的聚(n-异丙基甲基丙烯酰胺)嵌段。

技术总结
在一些实施方式中，包括低聚物模块的分子和/或低聚物机器被选择和连接以表现出构象双稳定性，其中在低聚物模块之间的相对取向可响应于一个或多个刺激而从第一取向变为第二取向。向。向。


技术研发人员：弗拉迪克.阿韦蒂索夫 罗曼.伊利耶夫
受保护的技术使用者：罗曼.伊利耶夫
技术研发日：2020.05.27
技术公布日：2022/2/7