Створено перший молекулярний електронний чіп

Фахівці компанії Roswell Biotechnologies, які працювали спільно з науковцями з різних наукових установ, створили перший у своєму роді молекулярний електронний чіп, до складу якого входять окремі молекули, що функціонують як окремі елементи схеми цього чіпа. Даний напрямок знаходиться в розробці вже більше ніж 50 років, і воно вважається дуже перспективним з точки зору продовження дотримання відомого закону Гордона Мура. А поява першого чіпа, що дозволяє проводити спостереження за взаємодіями окремих молекул, призведе до суттєвих стрибків у розвитку таких областей, як розробка нових лікарських засобів, діагностика різних захворювань, секвенування ДНК тощо.

«Практично вся біологія заснована на процесах, у ході яких окремі молекули «розмовляють» одна з одною їхньою молекулярною мовою. Але, на жаль, наші що існує методи вимірювань поки що не здатні реєструвати такі «молекулярні розмови»» — пишуть дослідники, — «Чіп датчика, розроблений компанією Roswell Biotechnologies, дозволить нам вперше «почути» мову міжмолекулярних комунікацій, дозволяючи глибше вдатися в суть біологічної інформації».

Чіп компанії Roswell Biotechnologies є програмованим напівпровідниковим кристалом, на якому створена матриця молекулярних датчиків. Кожен з елементів цієї матриці виконує вимірювання електричного струму, що йде через спроєктований з молекулярною точністю провідник. Усе це з’єднано на єдину схему з допомогою наноелектродів, а вся схема загалом дозволяє проводити реальному часі виміру параметрів молекулярної роботи та міжмолекулярних комунікацій. Датчики струму здатні вимірювати струми рівня пікоамперів, а вся система загалом працює зі швидкістю 1000 кадрів на секунду, що є найвищою швидкодією для подібних систем на сьогодні. Інформаційна система, «серцем» якої є новий молекулярний електронний чіп, дозволяє виявляти та реєструвати багатовекторні взаємодії на молекулярному масштабі в режимі реального часу.

За допомогою такої системи можуть проводитися дослідження з величезною кількістю молекул, включаючи молекули ДНК, різні антигени та антитіла, ферменти та білки. Більш того, такий підхід дозволить проводити практично моментальну діагностику COVID-19, онкологічних та інших видів захворювань. Також новий молекулярний електронний чіп цілком може працювати як секвенсер ДНК, пристрою, що визначає послідовність підстав обраної ділянки молекули. При цьому електронний чіп дозволяє проводити пряме зчитування генетичної інформації, а використання технологій глибинного машинного навчання дозволить реалізувати процедуру зчитування генетичної інформації зі 100-відсотковою точністю.

І на закінчення слід зазначити, що можливість безпомилкового та точного зчитування генетичної інформації визначає одну з головних областей застосування нового молекулярного чіпа компанії Roswell Biotechnologies. І цією областю, природно, є зберігання інформації в ДНК, що дозволить досить просто створювати сховища, що містять ексабайти даних. Джерело