基于蠶絲蛋白的高容量生物存儲技術(shù)研究獲進展
隨著科技的發(fā)展與文明的進步,人類的活動越來越依賴于信息,因此產(chǎn)生的信息量正在呈指數(shù)級增長,信息的種類也變得紛繁多雜,并且信息存儲的條件也越來越苛刻,當(dāng)前的半導(dǎo)體存儲技術(shù)越來越難滿足日益增長的信息存儲需求。而生命科學(xué)與半導(dǎo)體技術(shù)的融合給信息存儲帶來了新思路,各種基于生物介質(zhì)的存儲技術(shù)應(yīng)運而生,如高容量DNA存儲技術(shù)、寡肽存儲技術(shù)等。
中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所陶虎課題組聯(lián)合美國紐約州立大學(xué)石溪分校和德州大學(xué)奧斯汀分校相關(guān)課題組首次實現(xiàn)了基于蠶絲蛋白的高容量生物存儲技術(shù)。這種存儲技術(shù)以生物兼容性良好、易于摻雜功能化、降解速率可控的天然蠶絲蛋白作為信息存儲介質(zhì),近場紅外納米光刻技術(shù)作為數(shù)字信息寫入方式。到目前為止,團隊已用這種技術(shù)實現(xiàn)了圖像和音頻文件準(zhǔn)確記錄、存儲和“閱讀”的原理驗證。 得益于蠶絲蛋白所具備的自身特性,結(jié)合高精度近場快速讀寫手段,蠶絲蛋白存儲器具有如下優(yōu)勢:1)存儲容量大(~ 64 GB/inch2);2)原位可多次重復(fù)擦寫;3)能在高濕度(90 RH%)、高磁場(7 T)或強輻射(25 kGy)等惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定工作;4)可以同時存儲二進制數(shù)字信息以及與生命活動直接相關(guān)的生物信息;5)可以植入生物體永久保存,也可以在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)可控降解。 相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊Nature Nanotechnology上。相關(guān)技術(shù)也已申請發(fā)明專利。 文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41565-020-0755-9 |