新的研究表明，数据可以在羧酸的同位素混合物中编码，然后通过质谱分析这些混合物来解码。这项工作说明了简单分子是如何可靠地存储高密度信息的。
各种信息存储技术，包括电子、光学和磁性方法，已经从全球数据的指数增长中产生。然而，由于担心数据的准确性、稳定性以及通过篡改造成的破坏，研究人员正在探索分子数据存储作为一种潜在的替代方案。例如，世界各地的几个团队正在尝试将DNA作为一种媒介，为子孙后代保存数字信息。
来自匈牙利施维雅药物化学研究所的Andras Kotschy领导的一个研究小组现在提议使用同位素混合物。这些分子具有相同的化学式和化学键排列，但它们的同位素组成不同。
Kotschy的团队选择8 -乙酰氨基- 4,6 -二(3 ' -甲氧基丙基)-喹啉- 2 -羧酸来测试这个概念，因为它有24个不稳定的氢原子用于氢-氘交换，允许合成广泛的同位素。此外，它的结构提供了易于获取的原理构建块，可以携带一定数量的氘原子。
该团队利用Sonogashira偶联合成了25种同位素，然后通过体积分配制备了含有多达10种不同同位素的混合物。理论上，他们可以创造出超过1.3亿种不同的同位素组合。
“每种混合物都有不同的同位素组成，因此有不同的质谱，我们称之为指纹，”Kotschy解释说。“凭借当今设备的性能，我们可以可靠地区分MS指纹的微小差异，这意味着我们可以存储和读取同位素混合物中的信息。”通过将测量到的混合物指纹与理论预测相比较，研究小组证实他们可以准确地识别混合物的成分。
一项概念验证研究将同位素比率编码与质谱解码相结合，以写入和读取信息
此外，该技术与共价标记兼容。他们通过酰胺偶联将含有四种同位素物的混合物与1-氨基甲基萘进行标记，并测量产物的指纹，结果表明标记不会破坏同位素比率代码。
来自美国科罗拉多大学博尔德分校的同位素比质谱专家Caj Neubauer说:“尽管同位素标记已经被科学家广泛使用了近一个世纪，但这项研究的聪明之处在于，如果我们认真对待这个想法，仍然有很多机会去探索基本的限制。”“通过制造特定的化学品或混合以智能方式标记的化学品，想象一下我们可以编码什么样的信息密度。”这太迷人了。”
虽然实现100%氘化效率并将这一概念应用于其他分子现在是团队的议程，但Kotschy也展望了未来:“我梦想有一种软件，用户可以输入他/她想要用于信息编码的化合物的质谱和要编码的信息量，软件会返回符合要求的编码表。”
