合成分子通信系统中生物建筑模块的调查
摘要：合成分子通信（MC）是一种新的通信工程范式，有望实现智能药物输送和实时健康监测等具有革命性的应用。在纳米和微米尺度上设计和实现合成MC系统（MCSs）非常具有挑战性。对于采用生物组分作为发射机和接收机或与自然生物MC系统进行接口的合成MCSs尤其如此。然而，由于这些生物组分经过了数十亿年的自然优化，将它们用于合成MCSs具有极高的潜力。本文对可能作为合成MCSs的主要构建模块（即发射机、接收机和信号粒子）的生物组分进行了调查。自然界使用各种不同大小和具有广泛不同性质的信号粒子进行生物实体之间的通信。在这里，我们重点关注三类重要的信号粒子：阳离子（特别是质子和钙离子）、神经递质（特别是乙酰胆碱、多巴胺和血清素）和磷酸肽。对于每种候选信号粒子，我们提供了几种具体的发射机和接收机结构，主要基于能够执行MCSs发射机和接收机所需的不同生理功能的蛋白质。此外，我们还提出了MCSs的微米尺度实现选项，以及用于实验评估MCSs的微至宏观尺度接口。此外，我们还概述了关于所提出的发射机和接收机体系结构的实施、理论设计和分析的新研究方向。
作者：Christian A. S"oldner, Eileen Socher, Vahid Jamali, Wayan Wicke, Arman Ahmadzadeh, Hans-Georg Breitinger, Andreas Burkovski, Kathrin Castiglione, Robert Schober, Heinrich Sticht
论文ID：1901.02221
分类：Emerging Technologies
分类简称：cs.ET
提交时间：2020-07-10