現(xiàn)如今,隨著電子元件的微形化趨勢(shì),其傳統(tǒng)制作工藝所面臨的挑戰(zhàn)也日益顯著,尋找新型手段輔助甚至代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅基計(jì)算機(jī)已逐漸成為科學(xué)家們的研究重點(diǎn)。1994年,Adleman博士運(yùn)用寡核苷酸鏈在試管中解決了一個(gè)數(shù)學(xué)上的經(jīng)典圖論問題,首次從實(shí)驗(yàn)上證明了分子計(jì)算的可行性。這一突破性的進(jìn)展使得將DNA分子的自組裝特性應(yīng)用于計(jì)算成為可能,是新型計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本研究主要利用DNA自組裝納米技術(shù)分別構(gòu)建了兩個(gè)計(jì)算模型,不僅在理論上分析了模型的可行性,同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了功能化的DNA微邏輯環(huán)路元件的組裝,為日后創(chuàng)建基于DNA自組裝的大規(guī)模邏輯集成電路起推動(dòng)作用。具體工作如下：（1）本文首先利用DNA/納米金顆粒自組裝結(jié)構(gòu),構(gòu)建了一個(gè)求解最大團(tuán)問題的分子計(jì)算模型。通過DNA/納米金顆粒共聚體的自組裝性、超大并行性等特征有效地降低了該問題的計(jì)算復(fù)雜度。根據(jù)算法的設(shè)計(jì),代表每個(gè)頂點(diǎn)的兩種狀態(tài)（在團(tuán)中或不在團(tuán)中）的DNA/納米金顆粒共聚體結(jié)構(gòu),通過與其互補(bǔ)雜交的DNA探針與代表下一頂點(diǎn)兩種狀態(tài)的共聚體結(jié)構(gòu)連接起來,進(jìn)而形成了含有六個(gè)金顆粒的串珠狀結(jié)構(gòu),含有了所有的解,也就是初始解空間的生成；然后根據(jù)給出圖中邊的關(guān)... 

【文章來源】：陜西師范大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

DNA鏈置換反應(yīng)原理圖

用“Rn”表示。該識(shí)別DNA可以與后面要提到的識(shí)別DNA/AuNP共聚體特異性互補(bǔ)配對(duì)，用于執(zhí)行非解的刪除。該頂點(diǎn)結(jié)構(gòu)如圖4-3，分別以頂點(diǎn)1、頂點(diǎn)2為例，DNA/AuNP vl-sl表示圖G頂點(diǎn)1為“0”時(shí)的狀態(tài)，而DNA/AuNP V1-L1表示其為“1”時(shí)的狀態(tài)。24

此就不需要設(shè)計(jì)頂點(diǎn)1和2同時(shí)為“1”時(shí)的DNA探針LI’ L2'，以及頂點(diǎn)3和4同時(shí)為“1”時(shí)的DNA探針L3’ L4’。如圖4-4。?一 一— .丨1,.1...丨.丨…觀酬哪： -—1--：srL2， Sl's2* 、 ".0巧'" ?? Ll's2's2'L3* s2’s3’ L2'L3' L2's3' is3*L4' s3*s4* L3X4* L3*s4's4’L5’ s4*s5* I.4X5* L4's5'SBSBBSHIHH^ks5'L6' %S's6* L5X6' L5,s6’the whole DNA probes圖4-4所需的全部DNA探針結(jié)構(gòu)，紅色虛線框中的表示不需要設(shè)計(jì)的探針25

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Molecular logic computing model based on self-assembly of DNA nanoparticles[J]. ZHANG Cheng1*, YANG Jing1,2* & XU Jin1* 1 Institute of Software, School of Electronics Engineering and Computer Science, Key Laboratory of High Confidence Software Technologies of Ministry of Education, Peking University, Beijing 100871, China; 2 Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.  Chinese Science Bulletin. 2011(33)
[2]基于環(huán)形DNA分子的一種求解最大集團(tuán)的計(jì)算模型[J]. 楊靜,張成,許進(jìn),劉向榮,強(qiáng)小利.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2010(08)



本文編號(hào)：3379056