分子信標檢測模型在若干圖論問題中的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:分子信標檢測模型在若干圖論問題中的應(yīng)用,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:上個世紀90年代中期,Adleman開創(chuàng)性的利用DNA分子求解了七個頂點的有向賦權(quán)圖的Hamilton路徑問題,開啟了DNA計算的篇章。DNA計算是利用限定條件對運算結(jié)果進行刪選的一種可控的生化反應(yīng)。相比傳統(tǒng)電子計算機,DNA計算具有海量的數(shù)據(jù)資源、存儲空間大與可高度并行的運算能力等優(yōu)點,彌補了傳統(tǒng)計算機存儲與運算速度方面的不足。分子信標(molecularbeacons,MBS)是一種特異性檢測DNA和RNA靶向序列的發(fā)夾型核酸探針,由Tyagi和Krammer于1996年在實驗室首次建立的,最初用于在液相中定量測定靶標的量。由于分子信標具有操作簡單、靈敏度高、特異性強、可對核酸進行實時定量測定、甚至可以用于活體分析等特點,近十年來,在化學、生物和醫(yī)學等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。圖論可以將現(xiàn)實生活中許多問題用數(shù)學抽象形式來描述,可以為任意包含二元關(guān)系的系統(tǒng)提供數(shù)學模型。伴隨著數(shù)學、計算機科學與生物科學的發(fā)展,圖論這一經(jīng)典學科已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展,如物理學、計算機技術(shù)、通信科學、建筑學、經(jīng)濟學和心理學等。本文在DNA計算的基礎(chǔ)上,首先,介紹了分子信標的設(shè)計、工作原理及其應(yīng)用;然后,利用分子信標中熒光分子-猝滅分子對選擇的不同可構(gòu)成多色分子信標的原理,給出求解Hamilton圈這-NP-完全問題的算法;其次,介紹了基于分子信標檢測技術(shù)的最大匹配問題,通過編碼分子信標環(huán)部可特異性檢測圖的特定邊,并通過檢測到熒光不再加強來判定反應(yīng)完全;最后,通過引入探針機這一數(shù)學模型,求解了TSP問題。
【關(guān)鍵詞】:DNA計算 分子信標 Hamilton圈 最大匹配 探針機 旅行商問題
【學位授予單位】:安徽理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:O157.5
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-14
- 引言14-16
- 1 緒論16-19
- 1.1 研究背景16
- 1.2 預(yù)備知識16-18
- 1.2.1 DNA計算的產(chǎn)生背景及研究現(xiàn)狀16-17
- 1.2.2 DNA的分子結(jié)構(gòu)及計算原理17-18
- 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-19
- 2 分子信標技術(shù)的介紹19-23
- 2.1 引言19
- 2.2 分子信標的設(shè)計及其工作原理19-21
- 2.2.1 分子信標的設(shè)計19-20
- 2.2.2 分子信標的工作原理20-21
- 2.3 分子信標技術(shù)的應(yīng)用21-22
- 2.4 本章小結(jié)22-23
- 3 分子信標檢測模型在Hamilton圈問題中的應(yīng)用23-28
- 3.1 引言23
- 3.2 問題描述23-24
- 3.3 Hamilton圈問題的分子信標檢測模型24-27
- 3.3.1 算法設(shè)計24-25
- 3.3.2 模型實現(xiàn)25-27
- 3.4 本章小結(jié)27-28
- 4 分子信標檢測模型在最大匹配問題中的應(yīng)用28-35
- 4.1 引言28
- 4.2 問題描述28-29
- 4.3 最大匹配問題的分子信標檢測模型29-34
- 4.3.1 算法設(shè)計29
- 4.3.2 生物操作29-30
- 4.3.3 實例分析30-34
- 4.4 本章小結(jié)34-35
- 5 探針機求解TSP問題35-41
- 5.1 引言35
- 5.2 探針機定義35-36
- 5.3 實例分析36-38
- 5.3.1 問題描述36
- 5.3.2 探針機模型求解旅行商問題36-38
- 5.4 分子信標技術(shù)與探針機的結(jié)合38-40
- 5.4.1 納米硅38-39
- 5.4.2 熒光波長轉(zhuǎn)移型分子信標39
- 5.4.3 基本思想39-40
- 5.5 本章小結(jié)40-41
- 結(jié)論41-42
- 參考文獻42-46
- 致謝46-47
- 作者簡介及讀研期間主要科研成果47
【參考文獻】
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本文編號:364857
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