Созданы логические вентили из одной молекулы

Рецептор молекулы-вентиля (показан зелёным), реагируя на присутствие химиката, заставляет срабатывать флюорофор (показан синим). Внизу: интенсивность свечения в зависимости от концентрации химиката (иллюстрация с сайта ch.qub.ac.uk).

Профессор Празанна де Сильва (Prasanna de Silva) и его коллеги из королевского университета Белфаста (Queen’s University of Belfast) разработали молекулярные логические вентили и молекулярные идентификационные номера, которые можно «прикрутить» буквально к каждой отдельной живой клетке.

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.

В зависимости от «конструкции» 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.

Читайте также о логических схемах на квантовых точках, "химической ДНК" товаров и удивительную технику судебного кодирования — "Умную воду".



Охотничьи пули отравляют кондоров

1 сентября 2006

Своему великолепному зрению человек обязан опасным змеям

31 августа 2006

Жгутики кишечной палочки оказались пружинами с липучками

30 августа 2006

Обвинения енотов в убийствах могут быть ложными

29 августа 2006

Биотехнологи построили микромоторы из бактерий

29 августа 2006