本文關(guān)鍵詞：基于分子信標(biāo)的邏輯門研究

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

【摘要】：DNA計算是繼電子計算后的一門新的生物計算方式。隨著電子計算機(jī)的尺度逐漸接近瓶頸,并且電子計算機(jī)不能很好地解決NP問題和NP難問題,各種不同類型計算機(jī)的研制開始受到人們的關(guān)注。而DNA計算具有存儲量大,以及高度并行性等優(yōu)點,可以較好地解決數(shù)學(xué)中的一些NP問題。近年來,越來越多的研究者開始關(guān)注DNA計算問題,并利用DNA分子解決了一些在電子計算中難以解決的問題,為生物計算機(jī)的研制提供了美好的前景。 邏輯電路系統(tǒng)在電子計算中有重要的作用,也是進(jìn)行各種運算的前提。同樣在DNA計算機(jī)的研制過程中,邏輯門作為最基本的運算結(jié)構(gòu),也是解決更復(fù)雜問題的前提條件。近年來,人們開始利用DNA結(jié)構(gòu)所具有的堿基互補配對的特點,來構(gòu)建不同的分子邏輯門。對于分子邏輯門的研究,許多學(xué)者提出了用粘貼模型,表面模型等來解決分子邏輯門的問題。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)來實現(xiàn)邏輯值的判斷。在試驗結(jié)果的檢測中,主要是對DNA進(jìn)行測序,來判斷邏輯真值,易出現(xiàn)因錯誤雜交而產(chǎn)生的誤差,且靈敏度不高。本文結(jié)合DNA所具有的雜交互補的靈活性,利用分子信標(biāo)的特點,通過設(shè)計特殊的DNA結(jié)構(gòu),將分子信標(biāo)作為輸入信號,以DNA結(jié)構(gòu)作為基本結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)了邏輯門的構(gòu)造。 該方法的創(chuàng)新之處在于,它將分子信標(biāo)用到邏輯門的設(shè)計中,主要通過反應(yīng)溶液中熒光強度的強弱來進(jìn)行邏輯結(jié)果的檢測。這在之前的分子邏輯電路設(shè)計中是沒有出現(xiàn)過的,它的設(shè)計方式拓寬了用DNA分子構(gòu)造邏輯電路輸入信號的范圍。該邏輯門模型的檢測方法靈敏度高,且操作簡單。它對堿基錯配的要求不太嚴(yán)格,在一定程度上減少了雜交競爭給實驗結(jié)果帶來的影響。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)不充分所帶來的誤差。
【關(guān)鍵詞】：DNA計算 自組裝 分子信標(biāo) 邏輯門 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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：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計算研究的進(jìn)展和成果15-18
• 1.2.1 DNA計算的研究進(jìn)展15-16
• 1.2.2 分子邏輯門研究進(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18-20
• 1.3.1 論文的研究工作18-19
• 1.3.2 論文的主要創(chuàng)新點19-20
• 2 DNA計算的基礎(chǔ)知識和計算模型20-24
• 2.1 DNA的分子結(jié)構(gòu)和DNA計算的基本原理20-21
• 2.1.1 DNA的分子結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 DNA計算的基本原理21
• 2.2 DNA計算中的基本操作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)的布爾邏輯門設(shè)計24-39
• 3.1 簡介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)的布爾邏輯門設(shè)計30-38
• 3.4.1 基于DNA環(huán)狀結(jié)構(gòu)的簡單邏輯門的設(shè)計30-33
• 3.4.1.1 布爾邏輯中是門的操作30-31
• 3.4.1.2 布爾邏輯中或門的操作31-32
• 3.4.1.3 布爾邏輯中與門的操作32-33
• 3.4.2 基于DNA環(huán)狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合邏輯門構(gòu)造33-38
• 3.4.2.1 環(huán)狀DNA結(jié)構(gòu)的設(shè)計和邏輯真值的判斷準(zhǔn)則33-34
• 3.4.2.2 分子邏輯與非門的構(gòu)建34-36
• 3.4.2.3 分子邏輯或非門的構(gòu)造36-37
• 3.4.2.4 分子邏輯中異或門的構(gòu)造37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 基于分子信標(biāo)的三值邏輯門計算模型39-46
• 4.1 三值邏輯的簡介39
• 4.2 發(fā)夾結(jié)構(gòu)39-40
• 4.3 基于DNA計算的三值邏輯與門的構(gòu)造40-45
• 4.3.1 三值邏輯與門的定義40
• 4.3.2 與門邏輯值的判斷準(zhǔn)則40-41
• 4.3.3 與門的DNA計算模型41-44
• 4.3.4 與門的計算模型的檢測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：1035448