分子器件是指利用分子的內(nèi)在多樣性在分子水平上完成計(jì)算功能的微型系統(tǒng)。分子邏輯門作為分子器件中最具代表性的分子系統(tǒng),在過去的幾十年里取得了很大的進(jìn)展。目前,分子邏輯門是非�；钴S的研究領(lǐng)域,有望于解決現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的瓶頸問題。DNA特殊的分子結(jié)構(gòu)與多樣化的功能,自然而然的成為了分子邏輯門的應(yīng)用材料。在本論文中,我們應(yīng)用Watson-Crick堿基配對(duì)原則,利用G-四鏈體可以增強(qiáng)NMM熒光強(qiáng)度的特性,借助于DNA鏈置換和熒光標(biāo)記這兩種納米技術(shù)進(jìn)行DNA邏輯門模型的構(gòu)建,主要的研究?jī)?nèi)容如下:1)以圓環(huán)DNA為基本單元,構(gòu)建了一位二進(jìn)制半加器計(jì)算模型。在該計(jì)算模型中,通過圓環(huán)DNA的特性,使互補(bǔ)在圓環(huán)DNA上兩條單鏈上所修飾的熒光分子FAM與猝滅分子Dabcyl相互作用致使熒光猝滅。設(shè)計(jì)可以互補(bǔ)的兩條富含G堿基片段的DNA單鏈作為半加器的兩個(gè)輸入信號(hào),利用DNA鏈置換技術(shù)釋放圓環(huán)DNA上攜帶FAM或Dabcyl的DNA單鏈,以及富含G堿基片段形成的G-四鏈體結(jié)構(gòu),輸出信號(hào)則檢測(cè)FAM與NMM的熒光強(qiáng)度的相對(duì)變化,從而實(shí)現(xiàn)了半加器的計(jì)算。2)以互補(bǔ)雙鏈DNA為基本單元,構(gòu)建了一位二進(jìn)制半減器計(jì)算模型。在該計(jì)算模型中,作為基本單元的雙鏈DNA其中一條不僅修飾猝滅分子Dabcyl而且設(shè)計(jì)含有可以形成G-四鏈體的富含G堿基片段,另一條則是修飾熒光分子FAM�；パa(bǔ)配對(duì)一方面使FAM與Dabcyl相互作用致使熒光猝滅,另一方面破壞了 G-四鏈體的形成。設(shè)計(jì)兩條簡(jiǎn)單互補(bǔ)配對(duì)的DNA單鏈作為半減器的兩個(gè)輸入信號(hào),通過DNA鏈置換破壞基本單元的構(gòu)成,把FAM與NMM的熒光強(qiáng)度的相對(duì)變化作為輸出信號(hào),進(jìn)而完成半減器的計(jì)算。3)以單鏈DNA/氧化石墨烯為基本單元,構(gòu)建了一位二進(jìn)制半加-半減器計(jì)算模型。在該計(jì)算模型中,憑借著特殊結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯以其出色的熒光猝滅的特點(diǎn)以及吸附單鏈DNA釋放雙鏈DNA的特性,與修飾有熒光分子FAM與猝滅分子Dabcyl的單鏈DNA配合組建基本單元。首先設(shè)計(jì)兩條特殊的互補(bǔ)的DNA單鏈作為輸入信號(hào),其中一條輸入鏈修飾熒光分子HEX,另外一條富含G堿基片段。作為輸入信號(hào)的兩條DNA單鏈都能與氧化石墨烯吸附的單鏈DNA進(jìn)行互補(bǔ)形成雙鏈結(jié)構(gòu)從而將其從氧化石墨烯表面釋放出來。然后,再設(shè)計(jì)第三條富含G堿基片段的DNA單鏈來調(diào)控該模型是執(zhí)行半加器功能還是半減器功能。以FAM與HEX的熒光信號(hào)組合作為半加器的輸出信號(hào),以FAM與NMM的熒光信號(hào)組合充當(dāng)半減器的輸出信號(hào),實(shí)現(xiàn)了該模型既能進(jìn)行半加法的計(jì)算也能進(jìn)行半減法的計(jì)算。
【學(xué)位單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP384
【部分圖文】：

逑技術(shù)構(gòu)建了與門（ＡＮＤ）、或門（ＯＲ）以及與非門（ＮＡＮＤ），在此基礎(chǔ)上進(jìn)而構(gòu)逡逑建了一個(gè)級(jí)聯(lián)邏輯電路來執(zhí)行異或（ＸＯＲ）邏輯（見圖１－１）。逡逑檢測(cè)ＤＮＡ分子是科學(xué)研[偟敝幸恢種匾氖莘治鍪侄�，因而应用各种茧H蹂義鮮侄衛(wèi)刺岣嘸觳獾淖既沸雜肓槊糶允欠淺Ｖ匾摹＃玻埃埃改輳齲宓熱耍郟保叮萏岢雋耍皺義閑碌模模危良觳夥椒ǎ跡保玻�，他脡Λ高选择虚喛睍岜K嫉模模危亮粗沒揮胙衾脲義獻(xiàn)庸查罹鄣緗庵實(shí)墓庋Х糯筇匭越薪岷稀Ｔ諤秸肴芤禾逑抵瀉醒衾胱庸查罹坼義系緗庵剩ǎ茫茫校卞澹�，５’末稊\糜饉乇曇塹牟糠衷詠壞乃矗模危梁禿慫崮誶忻福齲幔邋澹桑桑傘ｅ義霞しⅲ茫茫校保梢緣賈掠行芰看櫻茫茫校弊頻接饉亟蠱浞⒐�。当目标链辶x洗嬖詰那榭魷攏玫降乃純梢員緩慫崮誶忻福齲幔邋澹桑桑汕懈釕尚饉氐畝體義希模危療巍６蹋模危療斡耄茫茫校敝湎嘍越先醯木駁繾饔彌率梗茫茫校痹獨(dú)胗忮義纖夭荒懿芰孔�。染J勘炅床淮嬖謔�，则携带荧桂~氐鈉斡耄茫茫校畢嗷ュ義峽拷芰孔平⒊鑾抗舛患觳獬隼礎(chǔ)ｅ義稀訟

本文編號(hào)：2811064