本报讯 近日,捷克科学院有机化学和生物化学研究所、查理大学理学院、布拉格临床与实验医学研究所和布拉格化工大学联合研究团队开发了新型分子编码方法,可永久性存储信息,并能够远程重复读取,不会损坏或消耗分子。该技术可应用于标记细胞、药物或钞票等场景。研究团队还将继续开发该技术在化学和药学、远程医疗等领域的应用。
相关研究成果发表在《自然通讯》杂志上。
研究团队在分子中掺入带有镧系元素离子的螯合物,利用镧系元素的特殊顺磁特性,可在磁场发射不同频率的信号,从而将其作为信息的载体,通过类似无线射频识别(RFID)的方式进行远程读取。信号频率因镧系元素离子种类和顺序而不同,通过进一步组合分子结构和元素种类,能够创建更加复杂的信息编码。
该研究团队使用两个键合分子的简单系统,在其中插入镧系元素镝和钬的不同原子组合,便可创建4位信号,从中编译出15个不同的信息编码。随着使用元素数量的增加,可编码的信息数量将呈指数级增加。例如,4种元素可提供6.5万个信息编码,6种元素可编码数量超过200亿。未来,生物分子系统使用4种不同的镧系元素,将能够可靠地进行16位编码。而在此基础上使用全部15种镧系元素的优化系统,原则上将能够实现64位或更高位编码,可应用于更多的领域。