Verdens første til at læse digitalt kodede syntetiske molekyler

Ved hjælp af massespektrometri, forskere har for første gang læst flere bytes data registreret på molekylær skala ved hjælp af syntetiske polymerer. Deres arbejde sætter et nyt benchmark for mængden af ​​data, der er gemt som en sekvens af molekylære enheder (monomerer), der kan læses ved hjælp af denne rutinemetode. Det sætter også scenen for datalagring på en skala 100 gange mindre end nuværende harddiske. Forskernes fund er offentliggjort i Naturkommunikation .

Vil harddiske en dag bruge polymerer til datalagring? I flere år nu, forskere har stået over for udfordringen med at forsøge at registrere information med disse lange molekyler. Polymerer har et stort potentiale, da komponentmonomerer omfattende en bit fylder 100 gange mindre plads end nuværende harddiske. Deres anvendelse kan derfor reducere størrelsen af ​​computerlagermedier dramatisk. Alligevel er forskere blevet forpurret i deres bestræbelser på effektivt at læse polymerdata. Nu, et team af forskere fra CNRS og Aix-Marseille University har vist, at et massespektrometer kan bruges til at læse lange sekvenser af data, der er registreret på en molekylær skala. Massespektrometre, populær blandt kemikere, er hurtige og lette at bruge.

For at trække det ud, holdet brugte syntetiske molekyler, enklere at arbejde med end naturlige molekyler som DNA. Deres struktur blev optimeret til sekventering ved massespektrometri. Polymererne består af to slags monomerer (med fosfatgrupper) - svarende til henholdsvis 0 og 1. Efter hver otte af disse monomer "bits, "en molekylær separator blev tilføjet. Antallet af bytes repræsenteret af den komplette polymer svarer til antallet af otte-bit grupper. Det første trin i læsning af den kodede information er at opdele polymeren i molekylære bytes ved at snappe den ad på separatorstederne; den næste er at bryde fosfatbindinger til sekventering af hver byte.

Det lykkedes kemikerteamet at syntetisere polymerer, der kan lagre op til otte bytes. Dermed, de var i stand til at registrere ordet "Sekvens" i ASCII -kode, som tildeler hvert bogstav og tegnsætningstegn en unik byte. Ved med succes at afkode dette ord ved hjælp af massespektrometri, de satte en ny rekord for længden af ​​et molekyle, der kan læses ved hjælp af denne teknik. Selvom manuel analyse af de digitale data tager et par timer, det bør være muligt at reducere den nødvendige tid til et par millisekunder ved at udvikle software til at udføre denne opgave. Ved at forbinde korte læsetider med nuværende automatiserede metoder til at skrive data, dette arbejde baner vej for syntetisk polymerlagring af flere kilobytes data, nogenlunde svarende til en tekstside - ligesom de allerførste disketter.