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港大夥中科院首創可調控仿生雙色點 助資訊加密應用

港大夥中科院首創可調控仿生雙色點 助資訊加密應用

港大夥中科院首創可調控仿生雙色點 助資訊加密應用

2022年09月14日 15:38 最後更新:15:53

於自然界中,許多生物體逐漸演化出帶有兩種結構色的斑點。這種雙色斑點有助生物體在自然界更善於偽裝隱藏,更有效傳遞資訊和更靈活調節體溫模傚雙色生物斑點作參照標準,被廣泛視為新型功能材料設計的靈感來源,能啟迪資訊存儲及傳遞等工業智慧落地應用。近日,香港大學研究人員於仿生雙色點的流程製備取得突破性進展。研究團隊由港大機械工程系教授岑浩璋率領,夥拍來自中國科學院化學研究所綠色印刷實驗室的研究員宋延林和副研究員李會增,提案以單元一步法,單一組裝並構築不同納米結構,從而產生雙結構色的首創策略。

香港大學。資料圖片

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研究團隊發現雙水相體系(ATPS)液滴蒸發可自動觸發液 - 液相分離,滴內溶質會選擇性富集到其中一相。經由充分運用ATPS分相後溶質的單相富集,以及液滴蒸發過程產生的內流,研究人員發現單粒徑的納米粒子會不均勻地分散到兩相中,隨後自組裝成具有不同晶格常數的光子晶體,進而產生兩種不同的結構色。該生成顏色會隨著納米粒子濃度值而相應改變,因此具有強效調控性。由於這種雙色資訊具備調節功能,研究團隊在此基礎上,設計出一種具備高儲存密度及加密強度的密碼,揭示仿生雙色點於資訊存儲、訊息加密,以及通路傳遞等方面的潛在應用需求。

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港大夥中科院首創可調控仿生雙色點。資料圖片

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這項研究的重要性不僅限於創新的仿生雙色點組裝技術,更為構築非均相納米結構墾闢了創新思路。同時,從研究作業於液滴蒸發誘導溶質不均勻組裝的層面來看,研究結果有助加深公眾對背後物理意義的理解,對於驅動複雜艱深的非均相微納結構的自組裝靈感創意,賦有深遠意義。

香港大學。資料圖片

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港大夥中科院首創可調控仿生雙色點。資料圖片

港大夥中科院首創可調控仿生雙色點。資料圖片

瑞典科學家成功從一隻已滅絕130年的「袋狼」(Thylacine,又稱塔斯馬尼亞虎)標本中提取出核糖核酸(RNA)。這是科學界首度從已滅絕物種的乾燥標本中恢復RNA。

標本來自一隻1896年去世的袋狼

據科學網站《Earth.com》報導,這項發表於《基因組研究》(Genome Research)期刊的研究,由斯德哥爾摩大學(Stockholm University)的博士弗里德蘭德(Marc R. Friedländer)領導。研究團隊使用的標本來自一隻1896年去世的袋狼,其遺體在斯德哥爾摩的博物館中以乾燥狀態保存了一百多年。

一般而言,RNA比DNA更不穩定、更容易分解,因此在古老樣本中極難保存。DNA如同生物體的遺傳藍圖,能告訴科學家該物種具備哪些基因;而RNA則像是細胞中的執行者,可顯示出特定組織中哪些基因正在活躍運作(即基因表現)。過去僅有在永久凍土中保存極佳的樣本(如古代狼隻)才曾成功提取RNA,此次從室溫下保存的乾燥標本中取得RNA,令科學界感到振奮。

RNA比DNA更不穩定、更容易分解,因此在古老樣本中極難保存。資料圖

RNA比DNA更不穩定、更容易分解,因此在古老樣本中極難保存。資料圖

肌肉組織中的RNA特徵與收縮及能量使用相關

研究團隊從袋狼的皮膚和骨骼肌組織中提取RNA,並透過定序確認其真實性。結果顯示,肌肉組織中的RNA特徵與收縮及能量使用相關,其中包含巨大的肌聯蛋白(titin);而皮膚樣本則充滿角蛋白(keratin)基因的RNA片段,這與其保護身體的功能相符。這證明了所提取的RNA具有高度的組織特異性。

瑞典科學家成功從一隻已滅絕130年的「袋狼」(Thylacine,又稱塔斯馬尼亞虎)標本中提取出核糖核酸(RNA)。Genome Research期刊圖片

瑞典科學家成功從一隻已滅絕130年的「袋狼」(Thylacine,又稱塔斯馬尼亞虎)標本中提取出核糖核酸(RNA)。Genome Research期刊圖片

樣本中檢測到RNA病毒的痕跡

此外,研究人員還在樣本中檢測到RNA病毒的痕跡。雖然訊號微弱,但這暗示博物館標本可能保留了過去的病毒歷史。若未來能進一步證實,將有助於科學家追溯病毒隨時間演變的過程。這項技術的成功,意味著全球博物館中數以百萬計的乾燥標本,未來都有潛力成為研究滅絕物種基因運作的珍貴寶庫。

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