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Intercalando vínculos frágiles entre cada octeto molecular, los polímeros conteniendo información pueden ser leídos fácilmente por la espectrometría de masas. © Jean-François Lutz, Institut Charles Sadron (CNRS).
Un grupo de investigadores ha conseguido por primera vez leer mediante simple espectrometría de masas muchos octetos (8 bits) de información almacenados a escala molecular en polímeros sintéticos.
Este resultado representa un récord mundial en términos de secuencia molecular analizable a través de este método rutinario y abre la vía al almacenamiento de datos a una escala cien veces más pequeña que la de los discos duros actuales. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.
Un Byte es la unidad de información de base utilizada en computación y en telecomunicaciones. Es el equivalente a un conjunto ordenado de bits, generalmente 8, por lo que en español también se le denomina octeto.
Desde hace años, se persigue el almacenamiento de información en el seno de las grandes moléculas que componen los polímeros. Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros.
El potencial de los polímeros para almacenar información es considerable, ya que contienen bits de un tamaño cien veces inferior al de los discos duros actuales, por lo que su utilización puede ocasionar una drástica reducción del material informático necesario para el almacenamiento de datos.
Sin embargo, los intentos realizados hasta ahora con los polímeros han tropezado con las dificultades asociadas a la lectura de la información. En este contexto, un grupo de investigadores franceses ha demostrado por primera vez la posibilidad de usar un espectrómetro de masas para leer las largas secuencias de información a escala molecular.
El espectrómetro de masas es un dispositivo que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación entre masa y carga. Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto.
Este resultado representa un récord mundial en términos de secuencia molecular analizable a través de este método rutinario y abre la vía al almacenamiento de datos a una escala cien veces más pequeña que la de los discos duros actuales. Los resultados se publican en la revista Nature Communications.
Un Byte es la unidad de información de base utilizada en computación y en telecomunicaciones. Es el equivalente a un conjunto ordenado de bits, generalmente 8, por lo que en español también se le denomina octeto.
Desde hace años, se persigue el almacenamiento de información en el seno de las grandes moléculas que componen los polímeros. Los polímeros son macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión mediante enlaces covalentes de una o más unidades simples llamadas monómeros.
El potencial de los polímeros para almacenar información es considerable, ya que contienen bits de un tamaño cien veces inferior al de los discos duros actuales, por lo que su utilización puede ocasionar una drástica reducción del material informático necesario para el almacenamiento de datos.
Sin embargo, los intentos realizados hasta ahora con los polímeros han tropezado con las dificultades asociadas a la lectura de la información. En este contexto, un grupo de investigadores franceses ha demostrado por primera vez la posibilidad de usar un espectrómetro de masas para leer las largas secuencias de información a escala molecular.
El espectrómetro de masas es un dispositivo que permite analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación entre masa y carga. Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos químicos que forman un compuesto, o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto.
Espectrometría de masas
Ahora se sabe que, debido a la simplicidad de uso del espectrómetro de masas, su rapidez y su popularidad, es posible usarlo también para el almacenamiento y tratamiento molecular de datos.
Para conseguirlo, los investigadores han recurrido a moléculas sintéticas, más fáciles de manipular y de leer que las moléculas naturales, como el ADN. La estructura molecular de estos polímeros fue mejorada específicamente para su secuenciación a través de la espectrometría de masas.
Los polímeros creados de esta forma fueron capaces de almacenar hasta 8 octetos de información y luego, a través de la espectrometría de masas, tal como se explica en un comunicado, los investigadores consiguieron secuenciar cada octeto.
Al conseguir leer la información mediante espectrometría de masas, estos investigadores han conseguido un nuevo récord. Y aunque el análisis manual de datos digitales realizado en el curso de esta investigación duró varias horas, el desarrollo de un programa de lectura permitirá en el futuro reducir este tiempo de análisis a milisegundos.
Además, combinando un tiempo de lectura corto y métodos de escritura robotizada, ya existentes, estos trabajos abren una vía al almacenamiento de muchos kilobytes de datos sobre polímeros sintéticos.
Ahora se sabe que, debido a la simplicidad de uso del espectrómetro de masas, su rapidez y su popularidad, es posible usarlo también para el almacenamiento y tratamiento molecular de datos.
Para conseguirlo, los investigadores han recurrido a moléculas sintéticas, más fáciles de manipular y de leer que las moléculas naturales, como el ADN. La estructura molecular de estos polímeros fue mejorada específicamente para su secuenciación a través de la espectrometría de masas.
Los polímeros creados de esta forma fueron capaces de almacenar hasta 8 octetos de información y luego, a través de la espectrometría de masas, tal como se explica en un comunicado, los investigadores consiguieron secuenciar cada octeto.
Al conseguir leer la información mediante espectrometría de masas, estos investigadores han conseguido un nuevo récord. Y aunque el análisis manual de datos digitales realizado en el curso de esta investigación duró varias horas, el desarrollo de un programa de lectura permitirá en el futuro reducir este tiempo de análisis a milisegundos.
Además, combinando un tiempo de lectura corto y métodos de escritura robotizada, ya existentes, estos trabajos abren una vía al almacenamiento de muchos kilobytes de datos sobre polímeros sintéticos.
Referencia
Mass spectrometry sequencing of long digital polymers facilitated by programmed inter-byte fragmentation. Nature Communications 8, Article number: 967 (2017). doi:10.1038/s41467-017-01104-3
Mass spectrometry sequencing of long digital polymers facilitated by programmed inter-byte fragmentation. Nature Communications 8, Article number: 967 (2017). doi:10.1038/s41467-017-01104-3
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