DNA計(jì)算機(jī)芯片制造模式有了雛形

日期：2010-05-17 16:43:27

可自組裝的DNA分子開(kāi)關(guān)研制成功

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月12日（北京時(shí)間）報(bào)道，美國(guó)杜克大學(xué)研究人員稱，他們利用攜帶全部生命信息的DNA（脫氧核糖核酸）的獨(dú)特雙螺旋結(jié)構(gòu)，將經(jīng)過(guò)改造的DNA片段和其他分子進(jìn)行簡(jiǎn)單混合，即可制造出無(wú)數(shù)個(gè)同樣的、細(xì)小的、像華夫餅干一樣的器件。利用這種技術(shù)，將來(lái)或只需一天時(shí)間就可達(dá)到現(xiàn)在全球每月的芯片生產(chǎn)量。

杜克大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程學(xué)副教授克里斯·德維耶認(rèn)為，下一代電腦中或?qū)⒉辉偈褂霉栊酒褂糜蒁NA片段制造的邏輯芯片。

DNA由多對(duì)核苷酸堿基組成，這些堿基之間的關(guān)系非常密切，德維耶團(tuán)隊(duì)通過(guò)將這些堿基對(duì)以不同的順序進(jìn)行排列，得到了不同的DNA片段。這個(gè)過(guò)程類似于玩拼圖游戲：混亂的拼圖碎片會(huì)慢慢找到它們的鄰居，最終成為一幅完整的拼圖。研究人員要做的則是將無(wú)數(shù)個(gè)拼圖碎片放在一起，然后拼出無(wú)數(shù)個(gè)同樣的拼圖。

在德維耶的實(shí)驗(yàn)中，“華夫餅干”“拼圖”有16塊，光敏分子放置在“拼圖”的脊線上。當(dāng)光線照射在光敏分子上時(shí)，光敏分子吸收光線，刺激電子，釋放出的能量會(huì)使附近的另一類光敏分子吸收這些能量，并發(fā)射出不同波長(zhǎng)的光線。僅用一個(gè)探測(cè)器就可將輸出光線與輸入光線區(qū)別開(kāi)來(lái)。

研究證明，這些納米結(jié)構(gòu)能夠有效地進(jìn)行自組裝，當(dāng)在其上添加不同的光敏分子時(shí)，這個(gè)“華夫餅干”會(huì)顯示出獨(dú)特的“可編程”特性，因此，通過(guò)使用光線來(lái)刺激這些光敏分子，研究人員就能夠制造出簡(jiǎn)單的邏輯門（開(kāi)關(guān)）。使用更大一些的“華夫餅干”，可制造出更復(fù)雜的電路，而且這種可能性是無(wú)限的。

傳統(tǒng)的電路使用電流快速地在“0”和“1”之間切換，而在新的器件中，光線可刺激由DNA制造的開(kāi)關(guān)作出同樣的反應(yīng)，且速度更快。德維耶稱，這是人們首次證明分子具有如此活躍且快速的處理和傳感能力。

德維耶指出，這些“華夫餅干”器件可成為未來(lái)計(jì)算機(jī)芯片的基本組件。由于這些納米結(jié)構(gòu)從根本上來(lái)說(shuō)就是傳感器，因此，它亦可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)。研究人員可據(jù)此制造出細(xì)小的納米器件，以對(duì)作為疾病標(biāo)識(shí)的不同蛋白作出反應(yīng)。