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无需合成努力和简单读取即可实现分子数据存储。

Molecular data storage with zero synthetic effort and simple read-out.

机构信息

Laboratory of Applied Chemistry, Institute of Organic Chemistry (IOC), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Straße am Forum 7, 76131, Karlsruhe, Germany.

Institute of Biological and Chemical Systems - Functional Molecular Systems (IBCS-FMS), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344, Eggenstein-Leopoldshafen, Germany.

出版信息

Sci Rep. 2022 Aug 16;12(1):13878. doi: 10.1038/s41598-022-18108-9.

DOI:10.1038/s41598-022-18108-9
PMID:35974033
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9381582/
Abstract

Compound mixtures represent an alternative, additional approach to DNA and synthetic sequence-defined macromolecules in the field of non-conventional molecular data storage, which may be useful depending on the target application. Here, we report a fast and efficient method for information storage in molecular mixtures by the direct use of commercially available chemicals and thus, zero synthetic steps need to be performed. As a proof of principle, a binary coding language is used for encoding words in ASCII or black and white pixels of a bitmap. This way, we stored a 25 × 25-pixel QR code (625 bits) and a picture of the same size. Decoding of the written information is achieved via spectroscopic (H NMR) or chromatographic (gas chromatography) analysis. In addition, for a faster and automated read-out of the data, we developed a decoding software, which also orders the data sets according to an internal "ordering" standard. Molecular keys or anticounterfeiting are possible areas of application for information-containing compound mixtures.

摘要

化合物混合物代表了一种替代的、额外的方法,可用于非传统分子数据存储领域中的 DNA 和合成序列定义的大分子,具体取决于目标应用,这种方法可能是有用的。在这里,我们报告了一种通过直接使用市售化学品在分子混合物中进行信息存储的快速有效的方法,因此不需要进行任何合成步骤。作为原理验证,我们使用二进制编码语言对 ASCII 中的单词或位图的黑白像素进行编码。通过这种方式,我们存储了一个 25×25 像素的 QR 码(625 位)和相同大小的图片。通过光谱(H NMR)或色谱(气相色谱)分析来实现写入信息的解码。此外,为了更快地自动读取数据,我们开发了一种解码软件,该软件还根据内部“排序”标准对数据集进行排序。包含信息的化合物混合物可能在分子密钥或防伪等领域有应用。

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