✖


Jump to content

Молекулярный логический вентиль

Часть серии статей о
Наноэлектроника
Одномолекулярная электроника
Твердотельная наноэлектроника
Связанные подходы
Порталы
икона Портал электроники

Молекулярный логический вентиль — это молекула , которая выполняет логическую операцию на основе одного или нескольких физических или химических входных данных и одного выходного сигнала. Эта область продвинулась от простых логических систем, основанных на одном химическом или физическом входе, к молекулам, способным выполнять комбинаторные и последовательные операции, такие как арифметические операции (т.е. молекулярные устройства и алгоритмы хранения памяти). [1] Молекулярные логические элементы работают с входными сигналами, основанными на химических процессах , и с выходными сигналами, основанными на спектроскопических явлениях.

Логические вентили являются фундаментальными строительными блоками электрических цепей . Их можно использовать для построения цифровых архитектур различной степени сложности с помощью каскада от нескольких до нескольких миллионов логических вентилей. Логические вентили — это, по сути, физические устройства, которые выдают единичный двоичный выход после выполнения логических операций, основанных на логических функциях, на одном или нескольких двоичных входах. Концепция молекулярных логических элементов, расширяющая применимость логических элементов к молекулам, направлена ​​на преобразование химических систем в вычислительные единицы. [2] [3] За последние три десятилетия эта область развилась, чтобы реализовать несколько практических приложений в молекулярной электронике , биосенсорстве , вычислениях ДНК , наноробототехнике и визуализации клеток , среди других. 

Принцип работы

[ редактировать ]
Выберите логические элементы с одним входом с таблицами истинности.

Для логических элементов с одним входом существует четыре возможных шаблона вывода. Когда входной сигнал равен 0, выходной сигнал может быть либо 0, либо 1. Когда входной сигнал равен 1, выходной сигнал снова может быть 0 или 1. Четыре возможных комбинации выходных битов соответствуют определенному типу логики: PASS 0, YES , NOT и PASS 1. PASS 0 всегда выводит 0, независимо от входных данных. PASS 1 всегда выводит 1, независимо от входных данных. ДА выводит 1, когда входной сигнал равен 1, а НЕ является инверсией ДА – он выводит 0, когда входной сигнал равен 1. [ нужна ссылка ]

AND , OR , XOR , NAND , NOR , XNOR и INH — логические элементы с двумя входами. Вентиляторы AND , OR и XOR являются фундаментальными логическими вентилями, а вентили NAND , NOR и XNOR дополняют вентили AND, OR и XOR соответственно. Вентиль INHIBIT (INH) — это специальный условный логический вентиль, включающий запрещающий вход. Когда запрещающий входной сигнал отсутствует, производимый результат зависит исключительно от другого входного сигнала. [ нужна ссылка ]

Выберите логические элементы с двумя входами с символами и таблицами истинности.
Блочная структура комбинационного молекулярного логического вентиля с двумя входами, с ионами металлов в качестве входов (вход «1») и излучением флуоресценции в качестве выхода (выход «1»). [4]

История и развитие

[ редактировать ]

Одна из самых ранних идей использования π-сопряженных молекул в молекулярных вычислениях была предложена Ари Авирамом из IBM в 1988 году. [5] Мотивацией для этой работы была разработка теоретических моделей молекул со смешанной валентностью типа σ -π-σ-связей и исследование их стереохимических свойств для потенциального применения в молекулярных устройствах. Система состояла из двух π-сопряженных систем, 1 и 2, состоящих из олиготиофенов, соединенных спиросвязью соединенных с золотыми электродами тиоловыми и линкерами. π-система 1 непроводит в нейтральном состоянии, тогда как система 2 является электропроводной в катион-радикальной форме. Искривленная структура системы благодаря спиросвязям препятствует транспорту электронов между двумя π-системами. Однако через электроды, направленные в сторону связи, сильное электрическое поле может способствовать переносу электронов из системы 1 в систему 2, при этом катион-радикал движется в противоположном направлении. [ нужна ссылка ]

Схема предлагаемого молекулярного электронного переключателя от Aviram. [5]

Первая практическая реализация молекулярной логики была любезно предоставлена ​​де Сильвой и его коллегами в их плодотворной работе, в которой они построили молекулярный фотоионный вентиль И с флуоресцентным выходом. [6] Хотя молекулярный логический вентиль YES, как описано ранее, может преобразовывать сигналы из ионной формы в фотонную (отсюда и термин «фотоионный»), они представляют собой системы с сингулярным входом и сингулярным выходом. Для построения более сложных архитектур молекулярной логики необходимы вентили с двумя входами, а именно вентили И и ИЛИ. Некоторые ранние работы достигли определенного прогресса в этом направлении, но не смогли реализовать полную таблицу истинности, поскольку их ионные формы (протонированные) не во всех случаях могли связываться с субстратом. [7] [8] Де Сильва и компания. сконструировали вентиль AND на основе антрацена, состоящий из единиц третичного амина и бензо-18-краун-6, которые, как известно, демонстрируют процессы фотоиндуцированного переноса электрона (ПЭТ). В показанной системе они оба действовали как рецепторы, связанные с флуорофором на основе антрацена посредством алкильных спейсеров. ПЭТ гасится при координации с протонами. [9] и ионы натрия , [10] соответственно, для двух рецепторов и приведет к флуоресценции антраценовой единицы . Таблица истинности для вентиля И была полностью реализована, поскольку система будет демонстрировать выход флуоресценции только при наличии в системе как протонов, так и ионов натрия. [ нужна ссылка ]

Молекулярный вентиль И.

Примеры молекулярных логических вентилей

[ редактировать ]

ДА молекулярный логический вентиль

[ редактировать ]

Пример логического элемента YES включает бензокраун-эфир, соединенный с цианозамещенным антраценовым звеном. Выходной сигнал 1 (флуоресценция) получается только тогда, когда в растворе присутствуют ионы натрия (что указывает на входной сигнал 1). Ионы натрия инкапсулируются краун-эфиром, что приводит к тушению процесса ПЭТ и флуоресценции антраценового звена. [11]

Молекулярный логический вентиль ДА.

И молекулярный логический вентиль

[ редактировать ]

Этот молекулярный логический элемент иллюстрирует переход от окислительно-восстановительно-флуоресцентных переключателей к многовходовым логическим элементам с электрохимическим переключателем, обнаруживающим присутствие кислот. Этот логический вентиль И с двумя входами включает в себя рецептор протонов третичного амина и окислительно-восстановительный донор тетратиафульвалена. Эти группы, присоединенные к антрацену, могут одновременно обрабатывать информацию о концентрации кислоты и окислительной способности раствора. [12]

Двухвходовой датчик молекулярной логики И для протонов и электронов.

ИЛИ молекулярный логический вентиль

[ редактировать ]

Де Сильва и др. сконструировали молекулярный логический вентиль ИЛИ, используя рецептор азакраун -эфира и ионы натрия и калия в качестве входных данных. Любой из двух ионов может связываться с краун-эфиром, вызывая гашение ПЭТ и включение флуоресценции. Поскольку любой из двух ионов (вход «1») мог включить флуоресценцию (выход «1»), система напоминала логический элемент ИЛИ. [6]

Молекулярный логический элемент ИЛИ с двумя входами.

INH молекулярный логический вентиль

[ редактировать ]

Логический элемент INHIBIT включает в себя Tb 3+ ион в хелатном комплексе. Этот логический элемент с двумя входами является первым в своем роде. [ тон ] и демонстрирует некоммутативное поведение с химическими входами и выходом фосфоресценции . При наличии дикислорода (вход «1») система гасится и фосфоресценция не наблюдается (выход «0»). Второй вход, H + , также должен присутствовать для наблюдения за выходным сигналом «1». Это можно понять из таблицы истинности INHIBIT с двумя входами, представленной в таблице 2. [13]

Молекулярный логический элемент INH с двумя входами.

Молекулярный логический вентиль NAND

[ редактировать ]

Паркер и Уильямс сконструировали логический вентиль И-НЕ, основанный на сильном излучении тербиевого комплекса фенантридина . При отсутствии кислоты и кислорода (два входа) (вход «0») включается флуоресценция тербиевого центра (выход «1»). Следовательно, система действует как молекулярный вентиль И-НЕ. [14]

Молекулярный логический вентиль NAND с двумя входами.

Молекулярный логический вентиль NOR

[ редактировать ]

Аккая и его коллеги продемонстрировали молекулярные ворота NOR с использованием борадиазаиндаценовой системы. Установлено, что флуоресценция высокоэмиссионного борадиазаиндацена (вход «1») гасится в присутствии либо соли цинка [Zn(II)], либо трифторуксусной кислоты (ТФУ). Таким образом, система может реализовать таблицу истинности логического элемента ИЛИ-НЕ. [15]

Молекулярный логический вентиль ИЛИ-НЕ с двумя входами.

Молекулярные логические вентили XOR и XNOR

[ редактировать ]
Красное смещение (сдвиг в сторону более длинных волн) и синее смещение (сдвиг в сторону более коротких волн).

Де Сильва и МакКленаган разработали арифметическое устройство, проверяющее принцип работы, основанное на молекулярных логических элементах. Как показано на Фигуре 10А , Соединение А представляет собой двухтактный олефин с верхним рецептором, содержащим четыре анионные группы карбоновой кислоты (и неуказанные противокатионы), способные связываться с кальцием . Нижняя часть представляет собой молекулу хинолина , которая является рецептором ионов водорода. Логический вентиль работает следующим образом. Без какого-либо химического введения Ca 2+ или Ч + , хромофор показывает максимальное поглощение в УФ/ВИД-спектроскопии при 390 нм . При введении кальция гипсохромный сдвиг ( синий сдвиг происходит ) и оптическая плотность при 390 нм уменьшается. Аналогично, добавление протонов вызывает батохромный сдвиг ( красное смещение ), и когда оба катиона находятся в воде, конечным результатом является поглощение при исходной длине волны 390 нм. Эта система представляет собой логический вентиль «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» при поглощении и логический вентиль «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ» при пропускании . [16]

Рисунок А. 10 Многофункциональный молекулярный логический вентиль XNOR/XOR с двумя входами; Б. Полусумматор с тремя входами, основанный на логических элементах И.

В другой системе логических элементов XOR химический состав основан на псевдоротаксане, изображенном на рисунке 11 . В органическом растворе электронодефицитная соль диазапирения (стержень) и богатые электронами 2,3-диоксинафталиновые звенья краун -эфира (кольцо) самособираются путем образования комплекса с переносом заряда . Добавленный третичный амин , такой как трибутиламин, образует аддукт 1:2 с диазапиреном, и комплекс разрушается. Этот процесс сопровождается увеличением интенсивности излучения при 343 нм, обусловленного освобожденным краун-эфиром. Добавленная трифторметансульфоновая кислота реагирует с амином, и процесс обращается вспять. Избыток кислоты блокирует краун-эфир путем протонирования , и комплекс снова разрывается. [17]

Рисунок 11. Логический вентиль на основе псевдоротаксана.

полусумматора и полувычитателя Молекулярные схемы

[ редактировать ]

В соединении B на рисунке 10B нижняя часть содержит третичную аминогруппу , также способную связываться с протонами. В этой системе флуоресценция имеет место только тогда, когда доступны оба катиона. Присутствие обоих катионов препятствует фотоиндуцированному переносу электронов (ПЭТ), позволяя соединению B флуоресцировать. В отсутствие обоих или любого из ионов флуоресценция гасится ПЭТ, который включает перенос электрона либо от атома азота, либо от атомов кислорода, либо от обоих к антраценильной группе. Когда оба рецептора связаны с ионами кальция и протонами соответственно, оба канала ПЭТ отключаются. Общий результат соединения B представляет собой логику И, поскольку выходной сигнал «1» (флуоресценция) возникает только тогда, когда оба Ca 2+ и Х + присутствуют в растворе, то есть имеют значения «1». При параллельной работе обеих систем и мониторинге пропускания для системы A и флуоресценции для системы B в результате получается полусумматор, способный воспроизводить уравнение 1 + 1 = 2. [16]

В модификации системы Б в логическом элементе «И» одновременно обрабатываются не два, а три химических входа. Усиленный сигнал флуоресценции наблюдается только в присутствии избытка протонов, ионов цинка и натрия за счет взаимодействия с соответствующими амино- , фенилдиаминокарбоксилатными и краун-эфирными рецепторами. Режим обработки работает аналогично рассмотренному выше – флуоресценция наблюдается за счет предотвращения конкурирующих реакций фотоиндуцированного переноса электрона от рецепторов к возбужденному антраценовому флуорофору. Отсутствие одного, двух или всех трех ионных входов приводит к низкому выходу флуоресценции. Каждый рецептор селективен в отношении своего конкретного иона, поскольку увеличение концентрации других ионов не приводит к высокой флуоресценции. Конкретный порог концентрации каждого входа должен быть достигнут для достижения флуоресцентного выхода в соответствии с комбинаторной логикой И. [18]

Полусумматорная система с тремя входами, основанная на логических элементах И.

Более сложные схемы молекулярной логики

[ редактировать ]

Молекулярный логический вентиль может обрабатывать модуляторы так же, как установка, показанная в доказательстве принципа де Сильвы: [16] но объединить разные логические элементы в одной и той же молекуле непросто. Такая функция называется интегрированной логикой и иллюстрируется BODIPY логическим элементом полувычитателя на основе , проиллюстрированным Коскуном, Аккая и их коллегами. При мониторинге на двух разных длинах волн, 565 и 660 нм, операции логического элемента XOR и INHIBIT реализуются на соответствующих длинах волн. Оптические исследования этого соединения в ТГФ выявили пик поглощения при 565 нм и пик эмиссии при 660 нм. Добавление кислоты приводит к гипсохромному сдвигу обоих пиков, поскольку протонирование третичного амина приводит к внутреннему переносу заряда. Цвет наблюдаемого излучения желтый. При добавлении сильного основания фенольная гидроксильная группа депротонируется, что приводит к фотоиндуцированному переносу электрона, что, в свою очередь, делает молекулу неэмиссионной. При добавлении кислоты и основания излучение молекулы наблюдается в красном цвете, поскольку третичный амин не будет протонирован, а гидроксильная группа останется протонированной, что приведет к отсутствию как ПЭТ, так и внутримолекулярного переноса заряда (ВКТ). . Благодаря большой разнице в интенсивности излучения эта единственная молекула способна выполнять арифметическую операцию — вычитание — на наноуровне. [19]

Интегрированный логический вентиль

Полная сумматорная система на основе флуоресцеина также была создана Шанзером и др. Система способна вычислить 1+1+1=3. [1]

Возможные применения

[ редактировать ]

На протяжении многих лет полезность молекулярных логических вентилей исследовалась в широком спектре областей, таких как химическое и биологическое обнаружение, фармацевтическая и пищевая промышленность, а также в новых областях наноматериалов и химических вычислений . [20] [21] [22] [23] [24]

Химическое обнаружение ионов

[ редактировать ]

Фторид (F - ) и ацетат (CH 3 COO - ) анионы являются одними из наиболее важных в контексте здоровья и благополучия человека. Первый, хотя и широко используется в здравоохранении, известен своей токсичностью и коррозионной активностью. Последний может вызвать алкалоз и повлиять на метаболические пути за пределами определенной концентрации. Следовательно, крайне важно разработать методы обнаружения этих анионов в водных средах. Бхат и др. . сконструировали ворота INHIBIT с рецепторами, которые избирательно связываются с F. ‑ и СН 3 СОО - анионы. Система использовала изменения оптической плотности в качестве колориметрического результата для определения концентрации анионов. [25]  

Вэнь и его коллеги также разработали молекулярный логический вентиль INHIBIT с использованием Fe. 3+ и ЭДТА в качестве входных данных и выходных данных флуоресценции для обнаружения ионов железа в растворах. Флуоресценция системы тушит тогда и только тогда, когда Fe 3+ вход присутствует, а ЭДТА отсутствует. [26]

Ионы тяжелых металлов представляют постоянную угрозу здоровью человека из-за присущей им токсичности и низкой способности к разложению. Было создано несколько систем на основе молекулярных логических вентилей для обнаружения ионов, таких как Cd. 2+ , [27] ртуть 2+ / Пб 2+ , [28] и Ag + . [29] В своей работе Чен и его коллеги продемонстрировали, что системы на основе логических вентилей могут использоваться для обнаружения Cd. 2+ ионы в образцах риса, тем самым расширяя возможности обнаружения безопасности в пищевых материалах. [27]

Биологические применения

[ редактировать ]

Эффективность таких методов лечения рака, как химиотерапия, имеет тенденцию к стабилизации через некоторое время, поскольку клетки претерпевают молекулярные изменения, которые делают их нечувствительными к действию противораковых препаратов. [30] Следовательно, крайне важно обнаружить наличие раковых клеток на ранней стадии. Важный биомаркер, микроРНК (миРНК), имеет решающее значение в этом обнаружении благодаря характеру его экспрессии. [31] Чжан и др. продемонстрировали для этой цели каскад вентилей INHIBIT-OR, [32] Юэ и компания. использовали вентиль И для создания системы с двумя входами микроРНК и выходом фотолюминесценции квантовых точек , [33] и Пэн и др. также построили систему двойного входа на основе AND-ворота для одновременного обнаружения микроРНК из опухолевых клеток. [34]

Аккая и др. проиллюстрировали в своей работе применение логического вентиля для фотодинамической терапии . Краситель бодипи , присоединенный к краун-эфиру и двум пиридильным группам, разделенным спейсерами, работает по логическому принципу «И». Молекула действует как фотодинамический агент при облучении длиной волны 660 нм в условиях относительно высоких концентраций ионов натрия и протонов, превращая триплетный кислород в цитотоксический синглетный кислород . В этом прототипном примере будут использованы преимущества более высоких уровней натрия и более низкого pH в опухолевой ткани по сравнению с уровнями в нормальных клетках. Когда эти два клеточных параметра, связанных с раком, удовлетворяются, в спектре поглощения наблюдается изменение. Этот метод может быть полезен для лечения злокачественных опухолей , поскольку он неинвазивный и специфичный. [35]

Логический вентиль И с двумя входами для применения в фотодинамической терапии.

ДНК-вычисления и логические вычисления

[ редактировать ]

Концепция ДНК-вычислений возникла как способ решения проблем с плотностью хранения из-за стремительного роста объемов данных. Теоретически грамм одноцепочечной ДНК способен хранить более 400 эксабайт (порядка 10 20 байт) данных с плотностью два бита на нуклеотид . [36] Леонарду Адлеману приписывают открытие этого месторождения в 1994 году. [37] Недавно системы молекулярных логических вентилей стали использоваться в вычислительных моделях ДНК. [38]

Мэсси и его коллеги построили молекулярные логические схемы фотонной ДНК, используя каскады молекулярных логических элементов И, ИЛИ, И-НЕ и НИ-НЕ. [39] Они использовали комплексы лантаноидов в качестве флуоресцентных маркеров, а их люминесцентное излучение было обнаружено с помощью устройств на основе FRET на концах нитей ДНК. Работы Кэмпбелла и др. о демонстрации логических систем НЕ, И, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, основанных на плитках пересечения ДНК, [40] Бадер и компания. ДНК по манипулированию структурой G-квадруплекса для реализации логических операций ДА, И и ИЛИ, [41] а Чаттерджи и его коллеги по конструированию логических вентилей с использованием реактивных шпилек ДНК на поверхностях ДНК-оригами - вот некоторые примеры, которые отмечают прогресс в области вычислений ДНК на основе логических вентилей. [42]

Наноробототехника и современные машины

[ редактировать ]

Нанороботы обладают потенциалом трансформировать процессы доставки лекарств и биологические вычисления . [43] Ллопис-Лоренте и компания. разработали наноробота, способного выполнять логические операции и обрабатывать информацию о глюкозе и мочевине. [44] Тубажер и его коллеги разработали ДНК- молекулярный наноробот, способный сортировать химические грузы. Система могла работать без дополнительной энергии, поскольку робот мог ходить по поверхности ДНК-оригами на двух ногах. У него также был рычаг для перевозки грузов. [45]  

Примером молекулярной последовательной логики являются Margulies et al. , где они демонстрируют молекулярный замок клавиатуры, напоминающий возможности обработки электронного устройства безопасности, которое эквивалентно включению нескольких взаимосвязанных логических элементов И параллельно. Молекула имитирует электронную клавиатуру банкомата ( АТМ). Выходные сигналы зависят не только от комбинации входов, но и от правильного порядка входов; т.е. необходимо ввести правильный пароль. Молекула была разработана с использованием флуорофоров пирена и флуоресцеина , соединенных сидерофором , который связывается с Fe(III) , а кислота раствора изменяет флуоресцентные свойства флуорофора флуоресцеина. [46]

Системы молекулярных логических вентилей теоретически могут решить проблемы, возникающие при полупроводников приближении к наноразмерам . Молекулярные логические элементы более универсальны, чем их кремниевые аналоги, поскольку такие явления, как наложенная логика, недоступны для полупроводниковой электроники. [24] Сухие молекулярные ворота, подобные продемонстрированному Авурисом и его коллегами, оказываются возможными заменителями полупроводниковых устройств благодаря их небольшому размеру, аналогичной инфраструктуре и возможностям обработки данных. Авурис обнаружил логический вентиль НЕ, состоящий из пучка углеродных нанотрубок . Нанотрубки по-разному легируются в соседних областях, создавая два дополняющих друг друга полевых транзистора , и пучок работает как логический вентиль НЕ только при выполнении удовлетворительных условий. [47]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Маргулис, Дэвид; Мельман, Галина; Шанзер, Авраам (1 апреля 2006 г.). «Молекулярный полный сумматор и полный вычитатель, дополнительный шаг на пути к молекулулятору». Журнал Американского химического общества . 128 (14): 4865–4871. дои : 10.1021/ja058564w . ISSN   0002-7863 . ПМИД   16594723 .
  2. ^ де Сильва, Прасанна (29 ноября 2012 г.). Вычисления на основе молекулярной логики . Королевское химическое общество. дои : 10.1039/9781849733021 . ISBN  978-1-84973-148-5 .
  3. ^ Компа, КЛ; Левин, РД (16 января 2001 г.). «Молекулярный логический вентиль» . Труды Национальной академии наук . 98 (2): 410–414. Бибкод : 2001ПНАС...98..410К . дои : 10.1073/pnas.98.2.410 . ISSN   0027-8424 . ПМК   14599 . ПМИД   11209046 .
  4. ^ Он, Сяоцзюнь; Се, Ци; Фань, Цзиньи; Сюй, Чучу; Сюй, Вэй; Ли, Яхуэй; Дин, Фэн; Дэн, Хуэй; Чен, Хун; Шен, Цзяньлян (2020). «Двухфункциональный хемосенсор с колориметрическим/ратиометрическим откликом на ионы Cu(II)/Zn(II) и его применение в биовизуализации и молекулярных логических вентилях» . Красители и пигменты . 177 : 108255. doi : 10.1016/j.dyepig.2020.108255 . S2CID   213144762 .
  5. ^ Перейти обратно: а б Авирам, Ари. (1988). «Молекулы для памяти, логики и усиления» . Журнал Американского химического общества . 110 (17): 5687–5692. дои : 10.1021/ja00225a017 . ISSN   0002-7863 .
  6. ^ Перейти обратно: а б де Сильва, Прасанна А.; Гунаратне, штаб-квартира Нимала; Маккой, Колин П. (1993). «Молекулярный фотоионный вентиль И, основанный на флуоресцентной передаче сигналов» . Природа . 364 (6432): 42–44. Бибкод : 1993Natur.364...42D . дои : 10.1038/364042a0 . ISSN   0028-0836 . S2CID   38260349 .
  7. ^ Хьюстон, Майкл Э.; Аккая, Энгин У.; Чарник, Энтони В. (1989). «Хелаторное усиление флуоресценции ионов неметаллов» . Журнал Американского химического общества . 111 (23): 8735–8737. дои : 10.1021/ja00205a034 . ISSN   0002-7863 .
  8. ^ Хоссейни, Мир Вайс; Блэкер, А. Джон; Лен, Жан Мари (1990). «Множественное молекулярное распознавание и катализ. Многофункциональный анионный рецептор, несущий сайт связывания анионов, интеркалирующую группу и каталитический сайт для связывания и гидролиза нуклеотидов» . Журнал Американского химического общества . 112 (10): 3896–3904. дои : 10.1021/ja00166a025 . ISSN   0002-7863 .
  9. ^ де Сильва, А. Прасанна; Рупасингхе, РАД Даясири (1985). «Новый класс флуоресцентных индикаторов pH на основе фотоиндуцированного переноса электронов» . Журнал Химического общества, Химические коммуникации (23): 1669–1670. дои : 10.1039/c39850001669 . ISSN   0022-4936 .
  10. ^ де Сильва, А. Прасанна; Санданаяке, КРА Саманкумара (1989). «Флуоресцентные ПЭТ-сенсоры (фотоиндуцированный перенос электронов) для ионов щелочных металлов с улучшенной селективностью по отношению к протонам и с предсказуемыми константами связывания» . Журнал Химического общества, Chemical Communications (16): 1183–1185. дои : 10.1039/c39890001183 . ISSN   0022-4936 .
  11. ^ Магри, Дэвид С.; де Сильва, А. Прасанна (2010). «От PASS 1 к логике YES и AND: встраивание параллельной обработки в молекулярные логические элементы путем последовательного добавления рецепторов» . Новый химический журнал . 34 (3): 476. doi : 10.1039/b9nj00564a . ISSN   1144-0546 .
  12. ^ Магри, Дэвид К. (2009). «Флуоресцентный И логический вентиль, управляемый электронами и протонами» . Нью Дж. Хим . 33 (3): 457–461. дои : 10.1039/B820313J . ISSN   1144-0546 .
  13. ^ Гуннлаугссон, Торфиннур; Мак Донаил, Доналл А.; Паркер, Дэвид (2000). «Люминесцентные молекулярные логические вентили: функция запрета с двумя входами (INH)» . Химические коммуникации (1): 93–94. дои : 10.1039/a908951i . ISSN   1359-7345 .
  14. ^ Паркер, Дэвид (1998). «Использование чувствительности люминесцентного макроциклического тербий-фенантридильного комплекса к pH и pO2» . Химические коммуникации (2): 245–246. дои : 10.1039/a707754h .
  15. ^ Турфан, Бильге; Аккая, Энгин У. (1 августа 2002 г.). «Модуляция эмиссии борадиазиндацена с помощью катион-опосредованного окислительного ПЭТ» . Органические письма . 4 (17): 2857–2859. дои : 10.1021/ol026245t . ISSN   1523-7060 . ПМИД   12182573 .
  16. ^ Перейти обратно: а б с Прасанна де Силва, А.; МакКленаган, Натан Д. (1 апреля 2000 г.). «Доказательство принципа арифметики молекулярного масштаба» . Журнал Американского химического общества . 122 (16): 3965–3966. дои : 10.1021/ja994080m . ISSN   0002-7863 .
  17. ^ Креди, Альберто; Бальзани, Винченцо; Лэнгфорд, Стивен Дж.; Стоддарт, Дж. Фрейзер (1 марта 1997 г.). «Логические операции на молекулярном уровне. Элемент XOR на основе молекулярной машины» . Журнал Американского химического общества . 119 (11): 2679–2681. дои : 10.1021/ja963572l . ISSN   0002-7863 .
  18. ^ Магри, Дэвид С.; Браун, Гарет Дж.; МакКлин, Гарет Д.; де Сильва, А. Прасанна (1 апреля 2006 г.). «Общающееся химическое сообщество: молекулярные и логические ворота с тремя химическими входами как прототип «лаборатории на молекуле»» . Журнал Американского химического общества . 128 (15): 4950–4951. дои : 10.1021/ja058295+ . ISSN   0002-7863 . ПМИД   16608318 .
  19. ^ Джошкун, Али; Дениз, Эрхан; Аккая, Энгин У. (18 октября 2005 г.). «Эффективное переключение эмиссии борадиазиндацена с помощью ПЭТ и ИКТ: мономолекулярный молекулярный полувычитатель с эмиссионным режимом и реконфигурируемыми логическими вентилями» . Органические письма . 7 (23): 5187–5189. дои : 10.1021/ol052020h . ISSN   1523-7060 . PMID   16268534 .
  20. ^ де Сильва, А. Прасанна; Утияма, Сейичи (2007). «Молекулярная логика и вычисления» . Природные нанотехнологии . 2 (7): 399–410. Бибкод : 2007NatNa...2..399D . дои : 10.1038/nnano.2007.188 . ISSN   1748-3387 . ПМИД   18654323 .
  21. ^ Андреассон, Йоаким; Пишель, Уве (2015). «Молекулы с чувством логики: отчет о проделанной работе» . Обзоры химического общества . 44 (5): 1053–1069. дои : 10.1039/C4CS00342J . ISSN   0306-0012 . ПМИД   25520053 .
  22. ^ Эрбас-Чакмак, Сундус; Колемен, Сафакан; Седжвик, Адам С.; Гуннлаугссон, Торфиннур; Джеймс, Тони Д.; Юн, Джуён; Аккая, Энгин У. (2018). «Молекулярные логические вентили: прошлое, настоящее и будущее» . Обзоры химического общества . 47 (7): 2228–2248. дои : 10.1039/C7CS00491E . ISSN   0306-0012 . ПМИД   29493684 .
  23. ^ Андреассон, Йоаким; Пишель, Уве (2010). «Умные молекулы за работой: имитируют сложные логические операции» . хим. Соц. Преподобный . 39 (1): 174–188. дои : 10.1039/B820280J . ISSN   0306-0012 . ПМИД   20023848 .
  24. ^ Перейти обратно: а б Лю, Лицзюнь; Лю, Пинпин; Га, Лу; Ай, июнь (16 ноября 2021 г.). «Достижения в области применения молекулярных логических вентилей» . АСУ Омега . 6 (45): 30189–30204. дои : 10.1021/acsomega.1c02912 . ISSN   2470-1343 . ПМК   8600522 . ПМИД   34805654 .
  25. ^ Бхат, Махеш П.; Винаяк, Шраддха; Ю, Цзинсянь; Юнг, Хо-Янг; Куркури, Махавир (13 ноября 2020 г.). «Колориметрические рецепторы для обнаружения биологически важных анионов и их применение при создании молекулярных логических ворот» . ХимияВыбрать . 5 (42): 13135–13143. дои : 10.1002/slct.202003147 . ISSN   2365-6549 . S2CID   228845587 .
  26. ^ Вэнь, Сяое; Ян, Ли; Фань, Чжэфэн (2021). «Многочувствительный флуоресцентный зонд на основе АИЭ для определения Fe3+, общего неорганического железа и CN- в водной среде и его применение в логических элементах» . Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия . 405 : 112969. doi : 10.1016/j.jphotochem.2020.112969 . S2CID   225121769 .
  27. ^ Перейти обратно: а б «Универсальная сенсорная платформа для обнаружения Cd2+ в образцах риса и ее применение в вычислениях на логических элементах» . дои : 10.1021/acs.analchem.0c01022.s001 . Проверено 15 февраля 2023 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
  28. ^ Цзоу, Цян; Ли, Синь; Сюэ, Тао; Чжэн, Цзя; Су, Ци (2019). «Обнаружение ртути (II)/свинца (II) с помощью SERS: новый класс логических элементов ДНК» . Таланта . 195 : 497–505. дои : 10.1016/j.talanta.2018.11.089 . ПМИД   30625575 . S2CID   58583843 .
  29. ^ Ван, Лухуэй; Чжан, Инъин; Донг, Яфэй (29 сентября 2018 г.). «Многофункциональный молекулярный зонд для обнаружения Hg2+ и Ag+ на основе ионно-опосредованного несоответствия оснований» . Датчики . 18 (10): 3280. Бибкод : 2018Senso..18.3280W . дои : 10.3390/s18103280 . ISSN   1424-8220 . ПМК   6211076 . ПМИД   30274296 .
  30. ^ «Как раковые клетки учатся сопротивляться химиотерапии» . Природа . 579 (7799): 323. 13.03.2020. Бибкод : 2020Natur.579R.323. . дои : 10.1038/d41586-020-00722-0 . ISSN   0028-0836 . S2CID   212742239 .
  31. ^ Юэ, Ренье; Чен, Ми; Ма, Нэн (22 июля 2020 г.). «Двойная система высвобождения лекарств, запускаемая микроРНК, для комбинированной химиотерапии и генной терапии с логическим управлением» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 12 (29): 32493–32502. дои : 10.1021/acsami.0c09494 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   32573191 . S2CID   219982593 .
  32. ^ Чжан, Сыци; Ченг, Цзяси; Ши, Вэй; Ли, Кай-Бин; Хан, Де-Ман; Сюй, Цзин-Цзюань (21 апреля 2020 г.). «Создание биомиметической наноканальной логической платформы и ее применение для интеллектуального обнаружения микроРНК, связанных с раком печени» . Аналитическая химия . 92 (8): 5952–5959. дои : 10.1021/acs.analchem.0c00147 . ISSN   0003-2700 . ПМИД   32207618 . S2CID   214628829 .
  33. ^ Юэ, Ренье; Ли, Чжи; Ван, Ганглин; Ли, Цзюньин; Ма, Нэн (25 января 2019 г.). «Логическое зондирование микроРНК в живых клетках с использованием ДНК-программируемой сети наночастиц с высоким усилением сигнала» . Датчики СКУД . 4 (1): 250–256. doi : 10.1021/acsensors.8b01422 . ISSN   2379-3694 . ПМИД   30520293 . S2CID   54486452 .
  34. ^ Пэн, Инь; Чжоу, Вэньцзяо; Юань, Руо; Сян, Юн (2018). «Молекулярные логические схемы с двумя входами для чувствительного и одновременного восприятия нескольких микроРНК из опухолевых клеток» . Датчики и исполнительные механизмы B: Химические вещества . 264 : 202–207. Бибкод : 2018SeAcB.264..202P . дои : 10.1016/j.snb.2018.02.043 . S2CID   103487434 .
  35. ^ Озлем, Сурие; Аккая, Энгин У. (14 января 2009 г.). «Мышление за пределами кремниевой коробки: молекулярная и логика как дополнительный уровень селективности при генерации синглетного кислорода для фотодинамической терапии» . Журнал Американского химического общества . 131 (1): 48–49. дои : 10.1021/ja808389t . hdl : 11693/22855 . ISSN   0002-7863 . ПМИД   19086786 . S2CID   207134456 .
  36. ^ Черч, Джордж М.; Гао, Юань; Косури, Шрирам (28 сентября 2012 г.). «Хранение цифровой информации нового поколения в ДНК» . Наука . 337 (6102): 1628. Бибкод : 2012Sci...337.1628C . дои : 10.1126/science.1226355 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   22903519 . S2CID   934617 .
  37. ^ Адлеман, Леонард М. (11 ноября 1994 г.). «Молекулярный расчет решений комбинаторных задач» . Наука . 266 (5187): 1021–1024. Бибкод : 1994Sci...266.1021A . дои : 10.1126/science.7973651 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   7973651 .
  38. ^ Окамото, Акимицу; Танака, Кадзуо; Сайто, Исао (1 августа 2004 г.). «Логические ворота ДНК» . Журнал Американского химического общества . 126 (30): 9458–9463. дои : 10.1021/ja047628k . ISSN   0002-7863 . ПМИД   15281839 .
  39. ^ Мэсси, Мелисса; Мединц, Игорь Л.; Анкона, Марио Г.; Алгар, В. Расс (8 августа 2017 г.). «FRET с временным управлением и фотонные молекулярные логические ворота на основе ДНК: И, ИЛИ, И-НЕ и НО» . Датчики СКУД . 2 (8): 1205–1214. doi : 10.1021/acsensors.7b00355 . ISSN   2379-3694 . ПМИД   28787151 .
  40. ^ Кэмпбелл, Элеонора А.; Петерсон, Эван; Колпащиков, Дмитрий М. (24 марта 2017 г.). «Самособирающиеся молекулярные логические вентили на основе плиток кроссовера ДНК» . ХимияФизХим . 18 (13): 1730–1734. дои : 10.1002/cphc.201700109 . ISSN   1439-4235 . ПМИД   28234410 .
  41. ^ Бадер, Антуан; Кокрофт, Скотт Л. (07 марта 2018 г.). «Одновременная логика G-квадруплексной ДНК» . Химия - Европейский журнал . 24 (19): 4820–4824. дои : 10.1002/chem.201800756 . ISSN   0947-6539 . ПМИД   29446498 .
  42. ^ Чаттерджи, Гураб; Далчау, Нил; Маскат, Ричард А.; Филлипс, Эндрю; Зеилиг, Георг (24 июля 2017 г.). «Пространственно-локализованная архитектура для быстрых и модульных вычислений ДНК» . Природные нанотехнологии . 12 (9): 920–927. Бибкод : 2017NatNa..12..920C . дои : 10.1038/nnano.2017.127 . ISSN   1748-3387 . ПМИД   28737747 .
  43. ^ Трегубов Андрей А.; Никитин Петр Иванович; Никитин Максим П. (24 октября 2018 г.). «Передовые интеллектуальные наноматериалы с интегрированной логикой и биокомпьютерами: рассвет тераностических нанороботов» . Химические обзоры . 118 (20): 10294–10348. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00198 . ISSN   0009-2665 . ПМИД   30234291 . S2CID   206542327 .
  44. ^ Льопис-Лоренте, Антони; Луиса, Беатрис; Гарсия-Фернандес, Альба; Хименес-Фалькао, Сандра; Орсаес, Мар; Сансенон, Феликс; Вильялонга, Рейнальдо; Мартинес-Маньес, Рамон (8 августа 2018 г.). «Гибридные мезопористые наноносители действуют путем обработки логических задач: на пути к созданию наноботов, способных считывать информацию из окружающей среды» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 10 (31): 26494–26500. дои : 10.1021/acsami.8b05920 . hdl : 10251/143326 . ISSN   1944-8244 . ПМИД   30016064 . S2CID   206485516 .
  45. ^ Тубагер, Анупама Дж.; Ли, Вэй; Джонсон, Роберт Ф.; Чен, Цзыбо; Доруди, Шаян; Ли, Яэ Лим; Изатт, Грегори; Уиттман, Сара; Шринивас, Ниранджан; Вудс, Дэмиен; Уинфри, Эрик; Цянь, Лулу (15 сентября 2017 г.). «ДНК-робот, сортирующий грузы» . Наука . 357 (6356): eaan6558. дои : 10.1126/science.aan6558 . ISSN   0036-8075 . ПМИД   28912216 . S2CID   20233341 .
  46. ^ Маргулис, Дэвид; Фелдер, Клиффорд Э.; Мельман, Галина; Шанзер, Авраам (1 января 2007 г.). «Молекулярный замок клавиатуры: фотохимическое устройство, позволяющее авторизовать ввод пароля» . Журнал Американского химического общества . 129 (2): 347–354. дои : 10.1021/ja065317z . ISSN   0002-7863 . ПМИД   17212414 .
  47. ^ Дерик, В.; Мартель, Р.; Аппенцеллер, Дж.; Авурис, доктор философии (01 сентября 2001 г.). «Меж- и внутримолекулярные логические ворота из углеродных нанотрубок» . Нано-буквы . 1 (9): 453–456. Бибкод : 2001NanoL...1..453D . дои : 10.1021/nl015606f . ISSN   1530-6984 .
[ редактировать ]
  • 3-я Международная конференция по молекулярным сенсорам и молекулярным логическим элементам (MSMLG) прошла 8–11 июля 2012 г. в Корейском университете в Сеуле, Корея. [1]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Molecular_logic_gate&oldid=1238163236"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 58e766cf57e213e6696122174f2df4af__1722591900
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/58/af/58e766cf57e213e6696122174f2df4af.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Molecular logic gate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)