基于分子信標(biāo)的邏輯門研究.pdf

1、DNA計(jì)算是繼電子計(jì)算后的一門新的生物計(jì)算方式。隨著電子計(jì)算機(jī)的尺度逐漸接近瓶頸，并且電子計(jì)算機(jī)不能很好地解決NP問題和NP難問題，各種不同類型計(jì)算機(jī)的研制開始受到人們的關(guān)注。而DNA計(jì)算具有存儲(chǔ)量大，以及高度并行性等優(yōu)點(diǎn)，可以較好地解決數(shù)學(xué)中的一些NP問題。近年來，越來越多的研究者開始關(guān)注DNA計(jì)算問題，并利用DNA分子解決了一些在電子計(jì)算中難以解決的問題，為生物計(jì)算機(jī)的研制提供了美好的前景。
　　邏輯電路系統(tǒng)在電子計(jì)算中有重要

2、的作用，也是進(jìn)行各種運(yùn)算的前提。同樣在DNA計(jì)算機(jī)的研制過程中，邏輯門作為最基本的運(yùn)算結(jié)構(gòu)，也是解決更復(fù)雜問題的前提條件。近年來，人們開始利用DNA結(jié)構(gòu)所具有的堿基互補(bǔ)配對(duì)的特點(diǎn)，來構(gòu)建不同的分子邏輯門。對(duì)于分子邏輯門的研究，許多學(xué)者提出了用粘貼模型，表面模型等來解決分子邏輯門的問題。這些方法主要是根據(jù)反應(yīng)結(jié)果中DNA分子所具有的單雙鏈狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)邏輯值的判斷。在試驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)中，主要是對(duì)DNA進(jìn)行測(cè)序，來判斷邏輯真值，易出現(xiàn)因錯(cuò)誤雜交而

3、產(chǎn)生的誤差，且靈敏度不高。本文結(jié)合DNA所具有的雜交互補(bǔ)的靈活性，利用分子信標(biāo)的特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)特殊的DNA結(jié)構(gòu)，將分子信標(biāo)作為輸入信號(hào)，以DNA結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)了邏輯門的構(gòu)造。
　　該方法的創(chuàng)新之處在于，它將分子信標(biāo)用到邏輯門的設(shè)計(jì)中，主要通過反應(yīng)溶液中熒光強(qiáng)度的強(qiáng)弱來進(jìn)行邏輯結(jié)果的檢測(cè)。這在之前的分子邏輯電路設(shè)計(jì)中是沒有出現(xiàn)過的，它的設(shè)計(jì)方式拓寬了用DNA分子構(gòu)造邏輯電路輸入信號(hào)的范圍。該邏輯門模型的檢測(cè)方法靈敏度高，