Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Lần đầu tiên các nhà khoa học lưu trữ dữ liệu trên các phân tử tổng hợp

BioMedia

Bằng phương pháp khối phổ, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã đọc thành công các byte dữ liệu được ghi lại ở quy mô phân tử trên phân tử polyme tổng hợp. Các dữ liệu sẽ được lưu trữ như một dãy các đơn phân tử (monomer) trên quy mô nhỏ hơn 100 lần so với các ổ đĩa cứng hiện tại. Phát hiện này được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Liệu ổ cứng có thể sử dụng các polyme để lưu trữ dữ liệu? Trong nhiều năm gần đây, các nhà khoa học đang cố gắng ghi lại thông tin trên những phân tử dài. Các phân tử polyme có tiềm năng rất lớn vì thành phần monome chứa một bit chỉ chiếm 1/100 lần không gian so với ổ cứng hiện tại.

Việc sử dụng polyme để lưu trữ dữ liệu sẽ giảm đáng kể kích thước bộ nhớ của máy tính. Tuy nhiên một thách thức rất lớn là việc đọc dữ liệu trên những phân tử polyme đó. Vừa qua, một nhóm các nhà khoa học của CNRS và Aix-Marseille đã chứng minh rằng phương pháp khối phổ có thể đọc được chuỗi dữ liệu dài ghi ở quy mô phân tử. Đây là một phương pháp đơn giản và phổ biến trong lĩnh vực nghiên cứu.

Bằng cách chèn liên kết yếu giữa các phân tử, các polyme kỹ thuật số có thể dễ dàng đọc bằng phương pháp khối phổ

Để ghi được nhiều dữ liệu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các phân tử tổng hợp, đơn giản hơn so với các phân tử tự nhiên như DNA. Cấu trúc của chúng được tối ưu hóa cho việc sắp xếp theo quang phổ khối. Polyme được tạo thành từ hai loại monome (với các gốc phosphat) tương ứng với 0 và 1.

Cứ sau 8 “bit” monome sẽ có một phân tử có nhiệm vụ phân tách được chèn vào. Số byte đại diện bởi polyme bằng với số lượng các nhóm tám – bit. Bước đầu tiên trong việc đọc thông tin được mã hóa là chia polyme thành các byte phân tử bằng cách tách nó ra ở các vị trí tách, sau đó phá vỡ các liên kết phoshate để sắp xếp từng byte.

Các nhà hóa học đã tổng hợp được các polyme có thể lưu trữ tới 8 byte. Kết quả là họ có thể ghi lại từ “Sequence” trong bảng mã ASCII. Bằng việc giải mã thành công từ này, các nhà nghiên cứu đã lập một kỷ lục mới về chiều dài của một phân tử có thể đọc bằng phương pháp khối phổ.

Hiện việc phân tích thủ công dữ liệu kỹ thuật số mất vài tiếng đồng hồ, nên nhiệm vụ tiếp theo của nhóm nghiên cứu là phát triển phần mềm để có thể thực hiện công việc trong thời gian vài mili giây. Thời gian đọc ngắn kết hợp với các phương pháp viết dữ liệu tự động hiện đại, phương pháp này sẽ mở đường cho việc lưu trữ vài kilobyte dữ liệu trên các phân tử polyme tổng hợp, tương đương với một trang văn bản – giống như chiếc đĩa mềm đầu tiên.

Nguồn:

"Scientists store data on synthetic molecules for the first time", Dailyaccord, 19 October, 2017.

Lược dịch Nguyễn Thị Hoài 

Biên tập Biomedia Việt Nam

Các bài viết cùng chủ đề

Lần đầu tiên các nhà khoa học lưu trữ dữ liệu trên các phân tử tổng hợp

Bằng phương pháp khối phổ, lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã đọc thành công các byte dữ liệu được ghi lại ở quy...