“豪猪”分子标记系统可追踪微小物体 通过便携式设备在几秒钟内进行解码
来源:科技日报 发布时间:2020-11-05 17:26:31

英国《自然·通讯》杂志3日报告了一项生物技术最新突破——美国科学家团队研发出一个利用DNA序列来超快速标记物体的系统,并将其命名为“豪猪”(Porcupine)。“豪猪”分子标记系统可用于追踪物体,即使是在射频识别(RFID)标签或二维码不适用的很小的物体上也可以用,同时,它的标签可以通过便携式设备在几秒钟内进行解码。

RFID和二维码目前已十分常见,这二者在阅读器与标签之间建立了非接触式数据通信,以识别目标。它们的应用非常广泛,譬如RFID可用于动物晶片、汽车防盗、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理等;人们更熟悉的二维码则经常用于信息获取、广告推送、防伪溯源、在线支付及账号登录等。不过,它们都对物体的尺寸有一定要求,而且当数量巨大时,速度也受限制。

研究团队主要成员美国华盛顿大学科学家卡提·德拉察克、杰夫·尼维拉及他们的同事,研发设计出的分子标记系统“豪猪”,使用DNA序列作为标识。DNA标记由预定义的序列制成,研究团队称这些序列为“分子比特”(molbits)。分子比特可以组合成独特的“条形码”——每个DNA序列都可以直接使用便携式纳米孔DNA测序仪读取,以实现低资源环境下的按需读取。

根据设计,“豪猪”系统利用基本的实验室设备生成大量的唯一标签——约42亿个。在原理验证实验中,研究团队能够利用他们的系统在几秒钟内对缩写MISL(分子信息系统实验室)进行可靠地编码,然后再解码。

研究人员表示,“豪猪”名字的灵感,来自于动物豪猪的刚毛粘住东西的方式。他们设想,这种新系统可用于现有标记方法(如RFID标签或二维码)无法应用的情况,如对极小物品或大量物品进行标记,或两者兼而有之。其他用途还包括防伪,因为防伪往往要求标签是隐形的。

总编辑圈点

又是分子,又是DNA序列,又是比特,看起来让人如坠云雾。但抓住一个关键词,就能让“豪猪”变得更平易近人——标签。识别一个物体,常常是识别它的标签。我们最熟悉的二维码,实际上也是一种标签。看起来四四方方,黑白相间,但内里大有乾坤。无论多么主流的标签,都有其应用的限制性条件,“豪猪”的优势,在于它可以标记足够小的物体,且能快速解码。但至于它能否成为主流进入市场被人接受,还得看这种标记系统推广开来的成本和易用性。

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