計算機科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展,計算機性能也越來越強大并應(yīng)用于各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,如力學(xué)、物理、化學(xué)、航天等。而隨著各個科學(xué)領(lǐng)域的深入研究,科學(xué)問題也愈加龐大復(fù)雜,傳統(tǒng)的電子計算機性能增長速度逐漸無法滿足科學(xué)需求。量子計算、光子計算和納米計算等新興計算領(lǐng)域應(yīng)運而生并快速發(fā)展,其中納米計算中的DNA計算成為眾多科學(xué)家的研究熱點。DNA具有天然的微觀效應(yīng)和穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu),使其在于納米計算中得到廣泛應(yīng)用,在新型高性能計算的發(fā)展中有著舉足輕重的地位。結(jié)合無機納米材料與生物分子的分子計算也逐漸成為學(xué)者們的研究重點,先后在復(fù)雜計算、信息處理、納米機器、藥物傳輸、分子檢測方面取得突破。本文利用NUPACK等軟件對計算模型進行DNA編碼設(shè)計,結(jié)合蛋白酶(核酸內(nèi)切酶)與無機納米材料應(yīng)用DNA自組裝技術(shù),鏈置換技術(shù),圍繞DNA計算和邏輯門等多個交叉領(lǐng)域,分別設(shè)計了 DNA分子邏輯門、DNA納米機器和DNA納米加密系統(tǒng)。一、基于納米金顆粒(Gold nanoparticles,AuNPs)自組裝的分子計算邏輯門。在此分子邏輯門研究中,我們設(shè)計并實現(xiàn)三種基本邏輯門。初始狀態(tài)納米金顆粒在修飾其表面的DNA單鏈的堿基互補...

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２生化電路??．．

的有序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。１９９８年，ＷｉｎｆｒｅｅＰＭ等設(shè)計出雙交瓦片（ｔｉｌｅ）分子結(jié)構(gòu)ＤＸ，??利用ＤＮＡ堿基互補配對特性，由幾條ＤＮＡ單鏈在特定位置互補交錯形成穩(wěn)定??的分子結(jié)構(gòu)，如圖１－３所示。Ｗｉｎｆｒｅｅ以ＤＸ分子結(jié)構(gòu)作為組建實現(xiàn)規(guī)則結(jié)構(gòu)的??自組裝。隨后Ｗｉｎｆｒｅｅ［２８....

圖１＿３?ＤＸ結(jié)構(gòu)和自組裝??

前期基于ｔｉｌｅ進行的算法自組裝得到的是一維模型［３１］，２００４年，Ｓｈｉｈ等人??１３２１首次使用ＤＮＡ自組裝構(gòu)成了八面體的結(jié)構(gòu)。２００８年，Ｍａｏ等人［３３１發(fā)表了對??稱ＤＮＡ多面體的自組裝結(jié)果，包括四面體、十二面體和巴基球，如圖１－４所示。??其基本構(gòu)成單元是帶有粘性末....

圖１－５?ＤＮＡ折紙術(shù)折疊的二維圖形??２００６年，錢璐璐等ｔ３５］發(fā)表ＤＮＡ折紙術(shù)折疊構(gòu)建的中國地圖納米圖案

堿基的Ｍ１３ｍｐｌ８噬菌體單鏈ＤＮＡ為骨架，在２００多條短的ＤＮＡ單鏈的輔助??下對長單鏈ＤＮＡ進行綁定、折疊，得到不同大小、不同形狀的二維ＤＮＡ自組??裝結(jié)構(gòu)，如圖１－５所示。??圓■■關(guān)國關(guān)??———————??Ｈ國門網(wǎng)闕??國＿關(guān)鼸圈１??圖１－５?ＤＮＡ折紙術(shù)折疊的二維圖....

圖１－８分形組裝圖形??

２０１２年，美國哈佛大學(xué)的Ｙｉｎ?Ｐｅｎｇ［４Ｇ１研宄組在Ｎａｔｕｒｅ上提出了一種使用??單鏈ＤＮＡ?ｔｉｌｅ進行復(fù)雜圖形的組裝方法。他使用長度３２個堿基的單鏈ＤＮＡ作??為瓦片（ｔｉｌｅ），通過瓦片間的連接，生成了復(fù)雜的二維圖形，如圖１－７所示。??尹鵬的方法證明了短單鏈ＤＮＡ....

本文編號：4050211