Biomolekylär elektronik

Biomolekylär elektronik ( Nanobioelectronics ) är en gren inom elektronik och nanoteknik som använder biomaterial och principerna för informationsbehandling av biologiska objekt inom datorteknik för att skapa elektroniska enheter. 1974 föreslog A. Aviram och M. Ratner [1] att använda individuella molekyler som den elementära basen för elektroniska enheter. Sedan föreslog M. Konrad konceptet med en enzymatisk neuron , baserad på kontinuerligt distribuerade miljöer som bearbetar information. Dessa idéer gav upphov till det kvasi-biologiska paradigmet , som, baserat på idéerna om neurala nätverkMcCulloch och Pitts, gjorde det möjligt att praktiskt implementera molekylära neurala nätverksenheter, till exempel baserade på bakteriohodopsinproteinet .

Prestationer

DNA , RNA , proteiner och andra biomolekyler deltar naturligt i laddningstransport och är nanometer stora. DNA-molekylen har viktiga egenskaper för att skapa elektroniska enheter: självreproducerbarhet, förmågan att kopiera och självmontera. Biologiska molekyler kan ha dielektriska, metalliska, halvledaregenskaper och till och med supraledande egenskaper [2] [3] [4] . På basis av dem kan nanotransistorer, nanodioder, logiska element , nanomotorer , nanobiochips och andra nanoskala enheter skapas.

Designen av ett elektroniskt nanobiochip har utvecklats, vars funktion är baserad på egenskapen att ändra konduktiviteten hos en enkelsträngad oligonukleotid under dess hybridisering med en komplementär region [5] [6] . Ett sådant biochip kommer att vara en miljon gånger mer produktivt än optiska DNA-biochips. Liksom ett optiskt biochip kan ett elektroniskt biochip användas för att diagnostisera olika sjukdomar och samtidigt sekvensera hundratusentals gener, vilket gör det möjligt att skapa ett genetiskt pass för en individ.

Det antas att elektroniska enheter baserade på biomolekyler kommer att vara tusen gånger mer produktiva än halvledare.

För närvarande har en teknik redan utvecklats för att skapa molekylära nanotrådar baserade på DNA [4] och elektroniskt minne baserat på tobaksmosaikvirus [7] .

Se även

• DNA dator
• molekylär dator
• molekylär switch
• Neurodator
• Nanoteknik
• Elektroniska nanoelement
• Molekylära trådar baserade på DNA
• Nanobiochips

Anteckningar

1. ↑ Aviram, A., Ratner, MA, "Molecular rectifiers", Chem. Phys. Lett., 29, 1974, sid. 277-283
2. ↑ HB Gray, JR Winkler, "Electron transfer in proteins", Annu. Varv. Biochem, (1996), v. 65, sid. 537-561
3. ↑ J.Deisenhofer, JRNorris, (red.), "The Photosynthetic Reaction Center", Academic Press, NY, (1993), II, sid. 500
4. ↑ 1 2 Q. Gu, C. Cheng, R. Conela, et al., Nanotechnology, (2006), v. 17, R14
5. ↑ VD Lakhno, "DNA Nanobioelectronics", Int. J. Quant. Chem., (2008), v. 108, sid. 1970-1981. [1]  (inte tillgänglig länk)
6. ↑ VD Lakhno, VB Sultanov, "Om möjligheten till elektroniska DNA-nanobiochips", J. Chem. Theor. & Computations, (2007), v. 3, sid. 703-705. [2]  (inte tillgänglig länk)
7. ↑ RJ Tseng, C. Tsai, L. Ma, et al., " Nature Nanotechnology ", (2006), v. 1, 72

Litteratur

• N.G. Rambidi, "Biomolecular neural network devices", M. 2002

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	BNF : 121198188 J9U : 987007541145305171 LCCN : sh85086584 NKC : ph353318