Новости химической науки > молекулярная вычислительная идентификация

Ученые из королевского университета Белфаста разработали молекулярные логические вентили и молекулярные идентификационные номера, которые можно "прикрутить" буквально к каждой отдельной живой клетке.

Профессор Празанна де Сильва создал набор сложных молекул, каждая из которых может работать точно как логические элементы на кремниевой микросхеме. Только вместо потока электронов молекулы используют в качестве входных сигналов присутствие или отсутствие определённых химикатов, а в качестве выходного сигнала — свет.

Рецептор молекулы-вентиля (показан зелёным), реагируя на присутствие химиката, заставляет срабатывать флюорофор (показан синим). Внизу: интенсивность свечения в зависимости от концентрации химиката

В зависимости от строения молекулы вентили могут отзываться флуоресценцией на присутствие одного вещества в растворе, наоборот, на отсутствие определённого вещества, на присутствие одного из двух выбранных веществ или на присутствие только двух определённых химикатов одновременно и так далее. Таким образом Де Сильва смог создать молекулы, каждая из которых работает как логический оператор, типа "и", "не", "или" и так далее.

В перспективе такие молекулы позволили бы производить миллиарды вычислений в пробирке, пользуясь неким химическим компьютером. Однако до создания такой системы ещё очень далеко.

Зато куда ближе второе применение логическим вентилям, реализованным на единственной молекуле. Это молекулярные "бирки-идентификаторы", которые можно прикреплять к объектам микромира, например — клеткам.

Технология названа "Молекулярная вычислительная идентификация" (molecular computational identification — MCID). Многозначные уникальные номера можно составлять, присоединяя к идентифицируемому объекту ряд "логических молекул".

Чтобы доказать работоспособность MCID, де Сильва поместил пять таких молекул к крошечному кусочку пенопласта, и показал в опыте, что добавлением определённых веществ, записанный в молекулах номер можно прочесть под микроскопом — по флуоресценции.

В будущем маркировка, например, конкретных биологических клеток, позволила бы автоматически выявлять их при прохождении раствора через лабораторию на чипе (подобную этой или этой).

А эта технология пригодится в биологических и медицинских исследованиях. Или в изготовлении нанотехнологических изделий.

Источник: Membrana.Ru