發(fā)布時間：2024-06-30 08:27

　　隨著信息爆炸式增長,計算機需要處理的信息越來越多,但是硅芯片的技術(shù)難以支撐日益增大的計算量,導致計算機領(lǐng)域遇到發(fā)展瓶頸。為了解決這一問題,科學家提出了生物計算機概念。隨著生物計算機研究的逐漸深入,人們發(fā)現(xiàn)DNA的并行計算能力,納米分子結(jié)構(gòu),超高的存儲能力等特點在突破計算機發(fā)展瓶頸上有很大的優(yōu)勢。生物分子邏輯運算(如DNA計算或DNA編程診斷)也因此受到了廣泛關(guān)注。目前生物分子邏輯運算模型大多通過熒光進行檢測,而熒光檢測通常具有復雜的處理程序和缺乏檢測便攜性。在眾多替代的檢測方法中,采用納米金顆粒的均勻比色檢測方法,利用了納米金顆粒的高消光技術(shù)和強距離依賴性光學性質(zhì),可以大大增加檢測的便捷性。本文將DNA技術(shù)與納米金顆粒結(jié)合,利用DNA鏈置換技術(shù),生物酶促反應,DNA自組裝等技術(shù)構(gòu)建了基于納米金顆粒的DNA計算模型,并對邏輯模型的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)展開多維度探討,最后用瓊脂糖凝膠電泳實驗做了驗證。一、基于雙納米金顆粒的DNA鏈置換分子計算模型。我們設計了一種可編程的邏輯門結(jié)構(gòu),利用限制性核酸內(nèi)切酶作為輸入信號,通過內(nèi)切酶特異性識別DNA切割位點,改變納米金顆粒和DNA的復合結(jié)構(gòu),構(gòu)造輸出信號。雙納...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2一l:Ag+和Cys調(diào)控的墓于DNA的Tb3+熒光敏化INHIBIT邏輯門(A)

基于比色的ＤＮＡ邏輯門是根據(jù)邏輯輸出產(chǎn)生不同顏色變化的原理來檢測??數(shù)據(jù)。金顆粒顏色變化如圖２－２所示，左側(cè)為正常情況下金顆粒，右側(cè)為金顆??粒聚沉后結(jié)果。目前基于比色邏輯門主要依靠有機燃料分子和納米顆粒的吸光??度進行構(gòu)建。由于納米金顆粒（ＡｕＮＰ）的特殊性質(zhì)（上文中提到的溶液....

圖2一2:金顆粒的顏色變化

圖２－３：?Ｍｇ２＋和Ｐｂ２＋粒子作為輸入信號，ＯＲ比色邏輯門??因為比色邏輯門的信號輸出大部分可以根據(jù)目視檢測，相比熒光邏輯門，??降低了實驗門檻，使邏輯門構(gòu)建更加簡單，完整，成本更加低廉，操作更加簡??單，有更大的發(fā)展空間。??從文獻調(diào)研的情況可以得出，目前基于納米金顆粒的Ｄ....

圖２－４?ＤＮＡ鏈置換原理圖??２．２．３限制性核酸內(nèi)切酶??

利用非完全互補ＤＮＡ雙鏈的能級不如完全互補ＤＮＡ雙鏈穩(wěn)定的特點，??用一條較長的ＤＮＡ序列替換已經(jīng)互補的能級較低ＤＮＡ序列，從而形成更加穩(wěn)??定的互補狀態(tài)的過程。ＤＮＡ鏈置換的過程［４２］如圖２－３所示。ＤＮＡ鏈Ａ和鏈Ｂ??部分互補，遇到和ＤＮＡ鏈完全互補的ＤＮＡ鏈Ａ＊，鏈Ａ＊特....

圖２－５：金顆粒在ＤＮＡ引導下完成組裝??

常用來和ＤＮＡ分子組成納米材料，以此豐富計算模型的處理信號。在和ＤＮＡ??自組裝時，需要事先將納米金顆粒處于激活態(tài)，然后將ＤＮＡ巰基化，ＤＮＡ和??納米金顆粒才能穩(wěn)定連接，如圖２－５是納米金顆粒和ＤＮＡ自組裝的示意圖。??？?／?ｎ?Ｐｏｌｙｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ?ｙｙ??今?ｔ?....

本文編號：3998587