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                新型分子数据存储零碎研讨有新停顿

                2020-03-02 08:08泉源:中国存储网
                导读:少量分子也使研讨职员可以探究替换的编码方案,从而使数据的读取愈加牢靠。

                在《天然通讯》上宣布的一项研讨中,研讨小组以一系列包括定制分解的小分子的混淆物的方式存储了种种图像文件-毕加索绘画,埃及神阿努比斯和其别人的图像。研讨职员统共存储了200千字节的数据,他们说这是迄今为止运用小分子存储的最少数据。研讨职员说,与传统的存储方法相比,这不是许多数据,但是在小分子存储方面,这是一个严重提高。

                新型分子数据存储零碎研讨有新停顿

                布朗的工程学院助理传授,该研讨的作者雅各布·罗森斯坦说: “ 我以为这是向前迈出的紧张一步。” “ 少量共同的小分子,我们可以存储的数据量以及数据读取的牢靠性表现了进一步扩展这一范围的真正盼望。”

                随着数据范畴的不时扩展,正在做少量任务来寻觅新的和更紧凑的存储方法。经过在分子中编码数据,有能够在仅几毫米的空间中存储相称于TB级的数据。大少数有关分子存储的研讨都会合在长链聚合物(如DNA)上,而DNA是众所周知的生物学数据载体。但是,与长聚合物相比,运用小分子具有潜伏的劣势。与分解DNA相比,小分子的消费能够更容易且更廉价,而且实际上具有更高的存储容量。

                布朗研讨小组在化学传授布伦达·鲁宾斯坦(Brenda Rubenstein)向导的美国国防初级研讨方案局(DARPA)赞助下,不断在高兴寻觅使小分子数据存储可行且可扩展的办法。

                为了存储数据,该团队运用了小金属板,这些金属板上陈列着1500个直径小于一毫米的小点。每个雀斑包括分子的混淆物。每种混淆物中能否存在差别分子指示了数字数据。每个混淆物中的位数可以和可用于混淆的差别分子库一样大。然后可以运用质谱仪读取数据,质谱仪可以辨认每个孔中存在的分子。 

                在客岁宣布的一篇论文中,布朗团队标明,他们可以运用一些罕见的代谢物(生物体用来调理推陈出新的分子)将图像文件存储在千字节范畴内。关于这项新任务,研讨职员可以经过分解本人的分子,极大地扩展其库的巨细,从而扩展其可以编码的文件的巨细。

                该团队应用Ugi反响制造了分子。Ugi反响是制药行业常用的一种技能,用于疾速消费少量差别的化合物。Ugi反响将四大类试剂(胺,醛或酮,羧酸和异氰酸酯)组分解一个新分子。经过运用每品种另外差别试剂,研讨职员可以疾速发生林林总总的差别分子。关于这项任务,研讨小组运用了五种差别的胺,五种醛,十二种羧酸和五种异氰酸酯,以差别的组合天生了1,500种差别的化合物。

                “ 这里的劣势是库的潜伏可伸缩性,” Rubenstein说。“ 我们仅运用27种差别的身分就可以在一天之内制造出一个1,500分子的文库。这意味着我们不用出去寻觅1,500个共同分子。”

                从那边开端,研讨小组运用化合物的子库对图像停止编码。32位化合物库用于存储埃及神阿努比斯的二进制图像。575化合物库用于编码0.88兆像素的毕加索小提琴绘画。

                用于化学文库的少量分子也使研讨职员可以探究替换的编码方案,从而使数据的读取愈加牢靠。质谱法十分准确,但并不完满。因而,与用于存储或传输数据的任何零碎一样,该零碎将需求某种方式的错误校正。

                论文第一作者布朗大学研讨生克里斯·阿卡迪亚(Chris Arcadia)说: “ 我们设计库和读取数据的方法包罗使我们可以改正某些错误的额定信息。” “ 这协助我们简化了实行流程,而且依然取得了高达99%的精确率。”

                研讨职员说,还需求做更多的任务才干使这个想法到达有效的范围。但是,创立大型化学库并将其用于编码更大文件的才能标明该办法的确可以扩展范围。

                罗森斯坦说: “ 我们不再受限于化学库的巨细,这的确很紧张,” “ 这是这里向前迈出的最大一步。几年前,当我们开端这个项目时,我们就这种范围的工具在实行上能否可行停止了一些争辩。因而,我们可以做到这一点真是令人鼓动。”

                论文的其他配合作者是Eamonn Kennedy,Joseph Geiser,Amanda Dombroski,Kady Oakley,Shui-Ling Chen,Leonard Sprague,Mustafa Ozmen,Jason Sello,Peter M.Weber,Sherief Reda,Christopher Rose和Eunsuk Kim。

                这项任务是由DARPA(W911NF-18-2-0031)和国度迷信基金会(1941344)赞助的。

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