【摘 要】
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DNA是一种具有稳定的规则的双螺旋结构的高分子化合物,由于具有精确的自组装能力、分子序列可编程性及良好的生物相容性而被广泛的应用于很多领域。DNA计算是一种在分子层面借助生物分子技术进行计算的新方法,具有高容量、高并行性等特点,为解决NP问题提供了一条新的道路。DNA折纸术具有可编程性、动态调节能力以及精确的结构控制能力,在DNA计算中有着广泛的研究和应用。论文主要包括以下三个部分:模型一,将DN
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DNA是一种具有稳定的规则的双螺旋结构的高分子化合物,由于具有精确的自组装能力、分子序列可编程性及良好的生物相容性而被广泛的应用于很多领域。DNA计算是一种在分子层面借助生物分子技术进行计算的新方法,具有高容量、高并行性等特点,为解决NP问题提供了一条新的道路。DNA折纸术具有可编程性、动态调节能力以及精确的结构控制能力,在DNA计算中有着广泛的研究和应用。论文主要包括以下三个部分:模型一,将DNA折纸术应用于最大团问题,构建了 DNA折纸系统。该DNA折纸系统由DNA步行器、双态DNA机器和DNA折纸卡槽三部分组成。通过DNA链置换,DNA步行器在由双态DNA机器和DNA折纸卡槽组装而成的基底上顺时针旋转120度,进行移动,完成自组装。DNA步行器上的发夹结构对应于图的顶点,发夹结构是否解开对应于顶点是否在团上。首先对图中的顶点进行指派,排列组合出所有可能的情况,然后利用DNA折纸系统进行筛选,最后借助于补图,通过电镜观察DNA步行器上发夹结构的个数,读取图的最大团。模型二,主要借助可编程的DNA分子系统求解最大团问题。通过起始双链体的诱发,由化学发夹和指令发夹杂交反应交错排列构成线性双链体,它的两条链一条由化学发夹组成,一条由指令发夹组成。通过DNA链置换,发生链的迁移,将可增长的低聚物转移到每个发夹上,组装顺序是通过成对的互补脚趾之间相互作用进行编程。最终检测线性双链体上低聚物的个数来读取图的最大团及其顶点。模型三,将DNA折纸术应用于0-1整数规划问题,建立一个DNA折纸系统,该系统由DNA折纸基底和四种类型的辅助链自组装而成。加入输入链后,通过DNA链置换,有选择的释放折纸系统中辅助链上的金纳米颗粒(AuNPs)。借助电镜观察折纸系统中金纳米颗粒被释放的情况,读取可行解。图[26]参[73]
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