基于分子信標(biāo)的DNA計(jì)算模型研究.pdf

1、1994年，Adleman用DNA分子解決了七節(jié)點(diǎn)的有向Hamilton路徑問(wèn)題，成功打開(kāi)了DNA計(jì)算研究領(lǐng)域之門(mén)。DNA計(jì)算機(jī)因具有大存儲(chǔ)空間、高并行性和低耗能等特征而成為了科學(xué)界的研究新寵。
　　自DNA計(jì)算出現(xiàn)以來(lái)，其無(wú)論是在模型的設(shè)計(jì)上還是在硬件的實(shí)現(xiàn)上都有了重大的進(jìn)展和非凡的成果，這些進(jìn)展和成果為進(jìn)一步研究和發(fā)展DNA計(jì)算提供了很大的幫助。
　　分子信標(biāo)是一種寡聚核苷酸探針，它的形狀類(lèi)似于“發(fā)夾”，擁有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高

2、靈敏度以及高特異性等特點(diǎn)。分子信標(biāo)最初用于測(cè)量溶液中的靶標(biāo)數(shù)量，后經(jīng)人們的研究與發(fā)展，分子信標(biāo)已成為分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)等研究領(lǐng)域的一種重要研究工具。殷志祥最先提出了利用分子信標(biāo)的特殊結(jié)構(gòu)來(lái)求解組合優(yōu)化問(wèn)題，本文借鑒殷志祥的求解思路，以分子信標(biāo)作為DNA計(jì)算的載體，做了如下研究，并通過(guò)解決一些實(shí)際問(wèn)題來(lái)檢驗(yàn)其效果。
　　首先，根據(jù)分子信標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將分子信標(biāo)與粘貼模型相結(jié)合，把分子信標(biāo)作為粘貼模型中的粘貼鏈，生成分子信標(biāo)粘貼模型。該

3、模型與普通的分子信標(biāo)模型相比的優(yōu)勢(shì)在于不需要生物酶的參與也不需要DNA鏈的延長(zhǎng);與普通的粘貼模型相比的優(yōu)勢(shì)在于在實(shí)際操作中不需再添加熒光探針來(lái)檢測(cè)DNA鏈的反映結(jié)果。本文將分子信標(biāo)粘貼模型應(yīng)用于求解可滿足性問(wèn)題中，并給出具體實(shí)例驗(yàn)證。
　　其次，根據(jù)分子信標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及微流控芯片技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將分子信標(biāo)與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合，在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)分子信標(biāo)的計(jì)算，建立一種新型分子信標(biāo)模型。該模型彌補(bǔ)了分子信標(biāo)在溶液和固體表面的不易操作、