基于DNA折纸模板的铁原子阵列构建及其信息加密应用

• 作者: 凡洪剑 李江 王丽华 樊春海 柳华杰
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: DNA折纸 自组装 原子阵列 加密
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 专题—原子制造: 基础研究与前沿探索|SPECIAL TOPIC—Toward making functional devices at an atomic scale:Fundamentals and frontiers
• 页码范围: 114-121
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201438

摘要

在后摩尔时代,突破原有技术极限,进行原子尺度的精准构筑,是当前的重大科学问题.DNA作为具有原子级精准度的生物大分子,能够进行程序性的分子识别,构筑原子数量与位置均严格确定的自组装结构,因此是进行原子制造的理想平台.本文提出基于DNA自组装折纸结构的精准定位能力,构筑铁原子阵列图案,并应用于对信息的加密.实验结果表明,采用类似"信息预置"的方法,铁原子成功实现在DNA折纸不同位置的高效定位,此方法还极大降低了实验工作量,非常有利于多种不同阵列图案的平行制备.利用所构建的铁原子阵列,本文发展了原子阵列DNA折纸加密技术,将密文编码为二进制并用类似盲文斑点的形式在DNA折纸上以特定图案表示,通过单分子成像手段对密文信息进行了读取,而密钥长度可高达700位以上.作为示例,成功地对普通文本及唐诗《登鹳雀楼》进行了加密,证明了此策略的通用性和实用性.