基于链置换技术的逻辑模型构建

发布时间：2021-06-22 10:01

　　计算机作为20世纪最重要的发明之一,逐渐成为人类生活中不可或缺的一部分,虽然电子计算机的发展有目共睹,但人们对计算机的速度和信息量的存储的要求也越来越高,而随着电子元件的发展逐渐接近其物理极限,传统计算机也面临着前所未有的巨大挑战,寻找新型的材料改善甚至替代传统以硅为基础的计算机逐渐成为科学家们关注的热点。1994年,美国南加州大学Adleman[1]博士运用DNA链在试管中解决了一个数学上的经典图论问题,首次证明了分子计算在实验操作上的可行性。DNA分子自身的结构特点决定了其实现逻辑计算的多种优势,因此逐渐吸引越来越多的科学家对该领域进行探索和研究。本文首先介绍了 DNA计算的研究背景与意义,以及目前的国内外研究现状。同时介绍DNA计算中用到的基本逻辑门电路（如AND、OR逻辑门等）和一些基本的生物技术操作（如琼脂糖凝胶电泳等）。后结合目前研究成果,基于DNA链置换技术,通过不同的检测手段,构建了两种不同的DNA逻辑计算模型。首先基于DNA链置换技术,构建了一个OR门,该逻辑门以单链DNA环为反应底物,并在其上设计三个不同的杂交区域可以分别与作为输入信号的三种部分互补双链结构结合,使... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1双输入的AND门[9]

?Ｊ?Ｉｆ??图１－３基于链置换技术的三输入逻辑门模型原理图１１２１??２０１３年，Ｙａｎｇ?Ｊ［１７］利用纳米金颗粒构建了一个＂ＹＥＳ?＂和＂ＡＮＤ?”的逻辑??门，如图１－４。为了方便该逻辑门有效的反应，将ＤＮＡ／ＡｕＮＰ共聚体作为基本工??作元件，同时将ＤＮＡ自组装结构连接上荧光基团。这有利于多级链置换反应和??逻辑门的有效进行。实验结构通过巧光反应和凝胶电泳实验（ＴＥＭ）进行检测。??＜ａ）?＜?／?ｆ；：｜?（ｂ）??ｙＭ卢丨＿?：：：??Ｔ?１??Ｏｕｔｐｕｔ?０?０?１??Ａｉｎ?Ｂｉｎ?Ａｉｎ，Ｂｉｎ??ｉ?ｉ?ｉ??ＡＢＱ?ＡＢＱ?ＡＢＱ??（ｃ＞?匕?Ｕ！?ＬＨ！?Ｕ?Ｌ７）?ｌｌ／??Ｉ?４?＞?ｎ?ｉ?ｉ??？?‘?：?＊?，：?？??，‘?＊?：；?ｆ?＾?＊?Ｉｖｉ＇．??Ｎ｜?厂。＃＼〇?ｇ?ｄ?＾?八?ｆ?３２？雜?＾?ｆ??－馨；觀Ｃ?丨咖ａｏｉｌｌｉＣ?細ｒ??ＢＳｍｉ?ＢＢＭ??图Ｍ?ＹＥＳ和ＡＮＤ逻辑门??Ｇ四联体由于其特殊的结构和特性，使其在Ｉ）ＮＡ计算屮脱颖而出，被用Ｔ??构建各种ＤＮＡ逻辑门模型｜ｌｉＷ（＞ｌ。凝血酶是一种多功能的丝氨酸蛋白酶

第１章绪论??和Ｃ，?Ｃ和Ａ分别相互靠近，进而置换出链Ｓ，并通过Ｓ链使富含碱基Ｇ的??ＤＮＡ片段相互靠近形成Ｇ四联体，Ｇ四联体可以与原卟啉结合，增强荧光信??号。第一步构建了三个ＡＮＤ逻辑门，后通过其再构建出一个三输入的ＯＲ门。??其模型优势在于灵活运用其中的“胶链”，仅经过简单修改ＤＮＡ链序列，构建出??三个不同的ＡＮＤ门。同时本实验中使用的是Ｇ四联体和原卟啉结合后释放出的??荧光作为检测信号，检测手段更加新颖，高效和经济。??—＂＂＂＂

【参考文献】：
期刊论文
[1]DNA计算中荧光技术的应用及其发展[J]. 张成,杨静,王淑栋.  计算机学报. 2009(12)



本文编号：3242639