Новости химической науки > Защита паролем на молекулярном уровне

Израильские ученые разработали самое малоразмерное устройство для обеспечения безопасности – молекулу, способную выполнять функцию электронного замка, требующего ввода специального кода.

Молекулярный прибор «включается» и начинает излучать при введении в правильной последовательности трех «ключевых сигналов» – действии кислоты, основания и ультрафиолета. Изобретатели предполагают, что молекулярная клавиатура потенциально может найти свое применение в криптографии или клинической диагностике. Правда, на настоящем этапе целью работы является только доказательство принципиальной возможности использования молекулярных систем небиологического происхождения для кодировки.

Молекула состоит из двух фрагментов, потенциально способных к флуоресценции – пиренового и флуоресцеинового. Эти фрагменты соединены линкером, способным к обратимой координации ионов железа. Если полученное соединение обрабатывать кислотой, основанием и облучать ультрафиолетом с интервалом в три минуты, молекула принимает различные зарядовые состояния. Исследователи из Вейцманского Института (Weizmann Institute) в Реховоте сообщают, что последовательность «кислота-основание-свет» приводит к флуоресценции с характерно зеленой окраской, в то время как последовательность «кислота-свет» обуславливает синюю флуоресцирующую окраску образца. Обработка вещества реагентами и светом в любой другой последовательности не приводит к появлению флуоресцирующего излучения. Такое поведение молекулярного прибора копирует поведение кодового электронного замка – молекулярный прибор излучает только при условии введения правильного «кода».

Молекула-«замок»: пирен (справа) и флуоресцеин (слева) связаны сегментом, координирующим ион железа. Молекула флуоресцирует синим или зеленым в качестве ответа на два «пароля», но не проявляет флуоресцирующих свойств при введении неправильной комбинации сигналов.

Молекулярная клавиатура в настоящее время пока не нашла практического применения. Один из авторов работы, Абрахам Шанцер (Abraham Shanzer) отмечает, что исследования его группы главным образом направлены на мониторинг биологических процессов, протекающих в организме. Более продвинутая молекулярная клавиатура, по мнению израильских ученых, может играть роль диагностического инструмента, показывая, например, в каком порядке происходит выброс гормонов в организм.

Шанцер также предположил, что предложенная концепция может быть использована для обеспечения безопасности закрытых документов. Невидимые чернила представляют собой простейшую форму защиты, требующую введения трехзначного пароля. Конечно, пока электронный чип справится с такой задачей лучше, но, как подчеркивает ученый из Реховота, цель исследования не заключается в переносе на молекулы свойств электронных приборов. Основное применение обнаруженному эффекту исследователи все же видят в биоскрининге и биодиагностике молекулярными приборами.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2006