http://www.physorg.com/news192801007.html
May 11, 2010
(PhysOrg.com) -- 在一天之內，一位坐在實驗室長凳上的大學畢業生就能夠製造出比全世界一整個月所產矽晶片還要更多的簡單邏輯電路。
Duke 大學工程師如是說，他相信這些位於電腦心臟的邏輯電路的下個世代，將能以幾乎無限量的方式廉價地生產。祕密在於電子電路的平台並非由矽晶片構成，相反的，電腦工程師將利用 DNA（所有生命資訊的雙螺旋載體）的獨特特性。
Chris Dwyer（Duke Pratt 工程學院，電子與電腦工程助教授）在最新一套實驗中證明，藉由混合特製的 DNA 片段與其他分子，他能夠創造出近乎數十億個一模一樣、微小的、看起來像鬆餅（waffle，譯註，後均翻成晶圓）般的結構。
Dwyer 已證明，這些奈米結構能有效率地自我組裝，且將不同的感光分子添加到混合物中時，這些晶圓將展現出獨特且「可程式化」的特性，能輕易被利用。利用光線來刺激這些被稱為發色團（chromophores）的分子，他能創造出簡單的邏輯迴路，或，開關。
從生醫到運算，這些奈米結構接著能當成各種應用的建構基石使用。
"當光照在發色團上時，它們會吸收它，激發電子，" Dwyer 說。"所釋出的能量傳到附近不同類型的發色團，那吸收能量接著發出不同波長的光。那些差異意味著輸出光可利用一個偵測器，輕易地將其自輸入光當中分離（ differentiated）出來。"
不像傳統電路那樣利用電流迅速地在零０或一（或是與否）之間切換，相反的，在基於 DNA 的開關上，可利用光刺激出類似反應 -- 而且更快。
"這是在分子層次上首度證明如此活躍且快速的處理與感知（sensing）能力，" Dwyer 說。其實驗結果發表在 Small 期刊的線上版。"傳統科技已達到其物理極限。能便宜地製造出這些微小線路近乎無限制的供應，對我而言似乎是合理的下一步。"
DNA 是一種已充分理解的分子，由互補的、彼此親和的核苷酸鹼基成對構成。將鹼基對以任意次序排列，能便宜地合成出客製化 DNA 片段。在其實驗中，研究者利用 DNA 天然特性佔據其他 DNA 片段相符且特定的區域。
當這些晶圓成份在某容器內混合時，Dwyer 利用一塊拼圖來類比所發生的事。
"那好像拿一堆拼圖片，將它們扔進盒中，而當你搖動盒子時，這些拼圖逐漸找到它們的夥伴並形成完整的拼圖，" 他說。"我們所做的是，把數十億塊拼圖片扔在一起，以形成數十億個相同拼圖的拷貝。"
在當前實驗中，晶圓拼圖有 16 塊，發色團位於晶圓脊背上方。透過建構由這些小元件所組成的結構，或著建構規模更大的晶圓，就能創造出更複雜的迴路。Dwyer 說，可能性沒有限制。
它們除了能用於運算之外，Dwyer 表示，因為這些奈米結構在根本上是感應器，因此使得許多生醫應用成為可能。微型奈米結構可被打造成對於不同的蛋白質產生反應，而這些蛋白質可能是一滴血中某種疾病的標記。
※ 相關報導：
＊ Encoded Multichromophore Response for Simultaneous Label-Free Detection
http://www3.interscience.wiley.com/journal/123333600/abstract
Constantin Pistol, Vincent Mao, Viresh Thusu, Alvin R. Lebeck,＊ 來自 DNA 的奈米級摺紙術
Chris Dwyer
Small, Volume 6 Issue 7, Pages 843 - 850
Published Online: 26 Mar 2010
doi: 10.1002/smll.200901996
＊ 新模型證明蛋白質如何找到正確的 DNA 序列
＊ 研究者將蛋白質放在想放的位置
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