یک تیم از محققان دانشگاه براون ساخته شده است پیشرفت های قابل توجهی در تلاش برای ایجاد نوع جدیدی از داده های مولکولی سیستم ذخیره سازی.

در یک مطالعه منتشر شده در Nature Communications, تیم ذخیره انواع فایل های تصویری-یک تابلوی نقاشی یک تصویر از مصر آنوبیس خدا و دیگران — در آرایه از مخلوط حاوی سفارشی-سنتز مولکول های کوچک. در تمام محققان ذخیره شده بیش از 200 کیلو بایت از داده ها است که آنها می گویند این است که ذخیره شده به تاریخ با استفاده از مولکول های کوچک. که مقدار زیادی از داده ها در مقایسه با روش های سنتی ذخیره سازی اما از آن است که پیشرفت قابل توجهی از نظر مولکول کوچک سازی, محققان می گویند.

“من فکر می کنم این یک گام قابل توجهی به جلو” گفت: یعقوب Rosenstein استادیار در قهوه ای دانشکده فنی و مهندسی و یک نویسنده از مطالعه است. “تعداد زیادی از منحصر به فرد مولکول های کوچک مقدار داده های ما می توانید به فروشگاه و قابلیت اطمینان از اطلاعات بازخوانی نشان می دهد وعده های واقعی برای پوسته پوسته شدن این تا و حتی بیشتر.”

به عنوان داده در جهان همچنان به گسترش کارهای زیادی در حال انجام است برای پیدا کردن و جمع و جور تر استفاده از ذخیره سازی. با رمزگذاری اطلاعات در مولکول آن را ممکن است برای ذخیره معادل ترابایت از اطلاعات در فقط چند میلی متر از فضا. اکثر تحقیقات مولکولی ذخیره سازی متمرکز شده با زنجیره بلند پلیمرها مانند DNA که به خوبی شناخته شده حامل داده های زیستی. اما بالقوه وجود دارد مزایای استفاده از مولکول های کوچک به عنوان مخالف به پلیمرها. مولکول های کوچک به طور بالقوه آسان تر و ارزان تر برای تولید از DNA مصنوعی و تئوری اند و حتی بالاتر ظرفیت ذخیره سازی.

قهوه ای تیم تحقیقات پشتیبانی شده توسط یک دفاع ایالات متحده آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته (DARPA) کمک مالی به رهبری استاد شیمی برندا Rubenstein شده است تلاش برای پیدا کردن راه از کوچک مولکول ذخیره سازی داده ها امکان پذیر و مقیاس پذیر است.

برای ذخیره داده ها تیم کوچک با استفاده از صفحات فلزی خاص با 1,500 لکه های کوچک کمتر از یک میلیمتر در قطر. هر نقطه شامل مخلوطی از مولکول. حضور یا عدم حضور متفاوت مولکول در هر مخلوط نشان می دهد داده های دیجیتال. تعداد بیت در هر مخلوط می تواند به عنوان بزرگ به عنوان کتابخانه مجزا مولکول های موجود برای مخلوط کردن. داده ها پس از آن می تواند به عنوان خوانده شده با استفاده از یک طیف سنج جرم, که می تواند به شناسایی مولکول های موجود در هر یک هست.

در یک مقاله منتشر شده در سال گذشته قهوه ای تیم نشان داد که آنها می تواند ذخیره فایل های تصویر در این کیلوبایت محدوده با استفاده از برخی از رایج متابولیت مولکول است که موجودات زنده استفاده کنید برای تنظیم سوخت و ساز بدن. برای این کار محققان قادر به بسیار گسترش اندازه از کتابخانه خود را-و در نتیجه اندازه از فایل های آنها می تواند رمز-توسط سنتز خود مولکول.

تیم خود را ساخته شده با استفاده از مولکول های Ugi واکنش — یک روش اغلب مورد استفاده در صنعت داروسازی به سرعت تولید تعداد زیادی از ترکیبات مختلف. Ugi واکنش های ترکیب چهار دسته گسترده ای از معرف ها (آمین یک آلدهید یا کتون یک کربوکسیلیک اسید و یک isocyanide) به یک مولکول جدید. با استفاده از معرف از هر کلاس محققان می تواند به سرعت تولید یک آرایه وسیعی از مولکول مجزا. برای این کار این تیم استفاده می شود پنج آمین پنج آلدئیدها, 12 اسیدهای کربوکسیلیک و پنج isocyanides در ترکیب های مختلف برای ایجاد 1,500 متمایز ترکیبات.

“مزیت در اینجا این است که پتانسیل مقیاس پذیری از کتابخانه” Rubenstein گفت. “ما با استفاده از فقط 27 اجزای مختلف را 1500-مولکول کتابخانه در یک روز. این بدان معناست که ما لازم نیست به بیرون رفتن و پیدا کردن 1,500 منحصر به فرد مولکول.”

از وجود این تیم با استفاده از sub-کتابخانه ها از ترکیبات برای رمزگذاری تصاویر خود را. 32-ترکیب کتابخانه مورد استفاده قرار گرفت برای ذخیره یک تصویر باینری از خدا آنوبیس. یک 575-ترکیب کتابخانه بود که با استفاده از رمز یک 0.88 مگاپیکسل پیکاسو نقاشی از یک ویولن.

تعداد زیادی از مولکول های موجود برای شیمیایی کتابخانه نیز فعال محققان به کشف متناوب رمزگذاری طرح ساخته شده است که بازخوانی داده ها قوی تر است. در حالی که اسپکترومتری جرمی بسیار دقیق و کامل نیست. به طوری که با هر سیستم استفاده می شود برای ذخیره و یا انتقال اطلاعات در این سیستم نیاز به نوعی از تصحیح خطا.

“راه ما طراحی کتابخانه و خواندن داده ها شامل اطلاعات اضافی است که اجازه می دهد تا ما را تصحیح برخی از اشتباهات” گفت: قهوه ای تحصیلات تکمیلی دانشجو کریس Arcadia, اولین نویسنده این مقاله است. “کمک کرد که ما ساده تجربی گردش و هنوز هم به دقت نرخ به عنوان بالا به عنوان 99 درصد است.”

هنوز هم وجود دارد بیشتر کار انجام می شود به این ایده تا به مفید مقیاس, محققان می گویند. اما توانایی ایجاد بزرگ شیمیایی کتابخانه ها و استفاده از آنها برای رمزگذاری همیشه فایل های بزرگتر نشان می دهد که این رویکرد در واقع می توان کوچک ،

“ما دیگر محدود به اندازه ما کتابخانه شیمیایی است که واقعا مهم است” Rosenstein گفت. “که بزرگترین گام رو به جلو است. هنگامی که ما آغاز شده و این پروژه چند سال پیش ما تا به حال برخی از بحث در مورد اینکه آیا چیزی از این مقیاس بود و حتی تجربی امکان پذیر است. پس از آن واقعا دلگرم کننده است که ما قادر به انجام این کار است.”

دیگر نویسندگان در این مقاله به Eamonn کندی یوسف Geiser آماندا Dombroski, Kady Oakley شویی-Ling Chen, لئونارد Sprague مصطفی Ozmen, Jason Sello, Peter M. Weber Sherief ردا کریستوفر رز و Eunsuk کیم. کار تامین شد توسط دارپا (W911NF-18-2-0031) و بنیاد ملی علوم (1941344).

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im