自组装纳米颗粒探针在DNA计算中的应用

发布时间：2023-06-28 02:23

　　DNA计算突破传统计算的概念,是把DNA分子作为存储数据和运算媒介的新型计算模型。它使用生物分子作为计算材料,由于DNA分子具有高度并行性、高存储、易操作等优点,因此DNA计算是一门非常有发展潜力的新型学科。科学技术不断发展,专家们努力对其构建DNA分子模型、设计实现算法和生化试验研究,使其能够解决需要大量计算的复杂问题如图论中的NP完全问题。DNA分子是具有代表性的纳米尺度的物质。随着纳米技术的快速发展,在具体工作中,作用不同而且结构多样的分子器件以及具备多种结构的微元件被迫切需要。尤其是DNA分子的纳米颗粒多聚体的结构研究受到越来越多的科学家的关注,纳米颗粒与生物大分子等组装的纳米结构,功能多样,具有重要的研究价值。本文首先具体阐述了 DNA计算的背景、工作原理、常用的生物操作以及在DNA计算发展过程中出现的常见模型,然后还详细介绍了金纳米颗粒的相关基础知识。在这些理论知识基础上,本文给出了一种基于自组装纳米颗粒探针的DNA计算方法,解决了典型NP完全问题。该方法将问题中所有可能的变量组合编码为自组装纳米颗粒探针的识别区域。通过增加互补的变量链,所有可能的解决方案是在目标序列杂交后...

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 DNA计算的研究现状
    1.2 DNA计算的原理
2 DNA基本理论知识
    2.1 DNA分子结构
    2.2 DNA计算的生物操作
        2.2.1 DNA分子的变性和复性
        2.2.2 DNA分子的复制
        2.2.3 DNA分子的连接
        2.2.4 DNA分子的延伸
        2.2.5 DNA链的外切和内切
    2.3 常用的DNA计算模型
        2.3.1 表面DNA计算模型
        2.3.2 DNA粘贴模型
        2.3.3 DNA剪接模型
        2.3.4 分子信标模型
        2.3.5 DNA自组装模型
3 DNA自组装纳米技术
    3.1 引言
    3.2 金纳米颗粒
        3.2.1 金纳米
        3.2.2 金纳米颗粒的简介
        3.2.3 金纳米颗粒的合成方法
        3.2.4 金纳米颗粒的表面修饰
        3.2.5 金纳米颗粒的应用
    3.3 金纳米颗粒DNA探针
4 用DNA自组装纳米颗粒探针模型解决全错位排列问题
    4.1 全错位排列问题的数学模型
    4.2 全错位排列问题的DNA计算模型
    4.3 生物操作
    4.4 复杂度分析
    4.5 结论
5 用DNA自组装纳米颗粒探针模型解决最小顶点覆盖问题
    5.1 图的最小顶点覆盖问题
        5.1.1 图的最小顶点覆盖定义
        5.1.2 算法步骤
    5.2 自组装纳米颗粒探针的最小顶点覆盖问题的DNA计算模型
    5.3 实例分析
    5.4 复杂度分析
    5.5 结论
6 结论
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果



本文编号：3835788