本文關(guān)鍵詞：基于分子信標(biāo)的邏輯門(mén)研究

  更多相關(guān)文章： DNA計(jì)算 自組裝 分子信標(biāo) 邏輯門(mén) DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu) 三值邏輯

【摘要】：DNA計(jì)算是繼電子計(jì)算后的一門(mén)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(wèn)題和NP難問(wèn)題,各種不同類型計(jì)算機(jī)的研制開(kāi)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(wèn)題。近年來(lái),越來(lái)越多的研究者開(kāi)始關(guān)注DNA計(jì)算問(wèn)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(wèn)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(guò)程中,邏輯門(mén)作為最基本的運(yùn)算結(jié)構(gòu),也是解決更復(fù)雜問(wèn)題的前提條件。近年來(lái),人們開(kāi)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(lái)構(gòu)建不同的分子邏輯門(mén)。對(duì)于分子邏輯門(mén)的研究,許多學(xué)者提出了用粘貼模型,表面模型等來(lái)解決分子邏輯門(mén)的問(wèn)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(lái)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(lái)判斷邏輯真值,易出現(xiàn)因錯(cuò)誤雜交而產(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(guò)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(mén)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(mén)的設(shè)計(jì)中,主要通過(guò)反應(yīng)溶液中熒光強(qiáng)度的強(qiáng)弱來(lái)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(méi)有出現(xiàn)過(guò)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(mén)模型的檢測(cè)方法靈敏度高,且操作簡(jiǎn)單。它對(duì)堿基錯(cuò)配的要求不太嚴(yán)格,在一定程度上減少了雜交競(jìng)爭(zhēng)給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的影響。但是該方法還需要進(jìn)一步改進(jìn)的是,作為在溶液中進(jìn)行雜交反應(yīng),由于反應(yīng)前的溶液中含有熒光,仍然存在著因反應(yīng)不充分所帶來(lái)的誤差。
【關(guān)鍵詞】：DNA計(jì)算 自組裝 分子信標(biāo) 邏輯門(mén) DNA發(fā)夾結(jié)構(gòu) 三值邏輯
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP38
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• Contents10-12
• 插圖或附表清單12-13
• 引言13-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 論文的選題背景和意義14-15
• 1.2 DNA計(jì)算研究的進(jìn)展和成果15-18
• 1.2.1 DNA計(jì)算的研究進(jìn)展15-16
• 1.2.2 分子邏輯門(mén)研究進(jìn)展16-18
• 1.2.3 多值邏輯的研究進(jìn)展18
• 1.3 論文的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)18-20
• 1.3.1 論文的研究工作18-19
• 1.3.2 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)19-20
• 2 DNA計(jì)算的基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算模型20-24
• 2.1 DNA的分子結(jié)構(gòu)和DNA計(jì)算的基本原理20-21
• 2.1.1 DNA的分子結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 DNA計(jì)算的基本原理21
• 2.2 DNA計(jì)算中的基本操作21-23
• 2.3 DNA自組裝模型的發(fā)展23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 基于分子信標(biāo)的布爾邏輯門(mén)設(shè)計(jì)24-39
• 3.1 簡(jiǎn)介24-25
• 3.2 布爾邏輯電路25
• 3.3 分子信標(biāo)25-30
• 3.3.1 分子信標(biāo)的基本結(jié)構(gòu)和反應(yīng)原理25-27
• 3.3.2 影響分子信標(biāo)的因素27-28
• 3.3.3 分子信標(biāo)的研究進(jìn)展28-30
• 3.4 基于分子信標(biāo)的布爾邏輯門(mén)設(shè)計(jì)30-38
• 3.4.1 基于DNA環(huán)狀結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單邏輯門(mén)的設(shè)計(jì)30-33
• 3.4.1.1 布爾邏輯中是門(mén)的操作30-31
• 3.4.1.2 布爾邏輯中或門(mén)的操作31-32
• 3.4.1.3 布爾邏輯中與門(mén)的操作32-33
• 3.4.2 基于DNA環(huán)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合邏輯門(mén)構(gòu)造33-38
• 3.4.2.1 環(huán)狀DNA結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和邏輯真值的判斷準(zhǔn)則33-34
• 3.4.2.2 分子邏輯與非門(mén)的構(gòu)建34-36
• 3.4.2.3 分子邏輯或非門(mén)的構(gòu)造36-37
• 3.4.2.4 分子邏輯中異或門(mén)的構(gòu)造37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 基于分子信標(biāo)的三值邏輯門(mén)計(jì)算模型39-46
• 4.1 三值邏輯的簡(jiǎn)介39
• 4.2 發(fā)夾結(jié)構(gòu)39-40
• 4.3 基于DNA計(jì)算的三值邏輯與門(mén)的構(gòu)造40-45
• 4.3.1 三值邏輯與門(mén)的定義40
• 4.3.2 與門(mén)邏輯值的判斷準(zhǔn)則40-41
• 4.3.3 與門(mén)的DNA計(jì)算模型41-44
• 4.3.4 與門(mén)的計(jì)算模型的檢測(cè)44-45
• 4.4 本章小結(jié)45-46
• 總結(jié)46-47
• 參考文獻(xiàn)47-52
• 致謝52-53
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間發(fā)表的論文53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1035448