利用支持向量机预测生物膜蛋白类型

利用统计学习理论中的支持向量机(SVM)，基于氨基酸组分含量预测生物膜蛋白类型。使用文献中2059个训练集和2625个检验集膜蛋白序列数据，运用统计预测中的校准检验，留一法交叉检验和独立数据集检验方法进行分类预测。结果表明，SVM对膜蛋白类型预测具有明显的优越性，该算法对当前已有方法起到重要的补充作用。     

基于线性自组装的DNA加法

提出了一种用自组装方法来实现两个非负二进制整数相加的DNA算法. 该算法的生物操作复杂度为常数, 即对于n位二进制加法而言, 实验步骤数并不随着n的增加而增加. 与之前的各种DNA加法算法相比, 该算法具有更显著的简单易操作的优点.     

纳米材料对DNA热变性行为的影响

在基因操作过程中经常需要对脱氧核糖核酸(DNA)进行高温处理,如在聚合酶链式反应PCR操作中就需要对模板DNA进行升降温的操作,因此,DNA的热变性行为是关系到一些基因操作效率高低的关键,琼脂糖凝胶电泳实验显示,1972bp的短链入DNA高温处理后在1000bp左右处出现额外一条下带,而且此条带经过37℃处理数小时即可恢复到1 972bp,不像48 000 bp长链λDNA那样在高温处理后出现弥散现象.另外,显著添加不同的纳米材料对下带出现的温度有明显的影响,意味着添加适量纳米材料可以改变DNA分子结构对温度的敏感性,所发现的下带可能具有尚未报道过的特殊结构.     

纳米银颗粒增强聚合酶链式反应长片段DNA反复扩增的特异性

基因操作者经常需要把数量稀少的DNA样品进行反复扩增以供进一步研究之用.在反复扩增过程中,上一次扩增产物当作下一次扩增的模板使用.对于较短的DNA片段(几百个碱基),一般反复扩增不会遇到特别的困难;但是较长DNA片段(几千到几万个碱基)的反复扩增一般会极大地降低聚合酶链式反应(PCR)的特异性.实验中发现,当扩增较长片段基因时,在常规PCR热循环体系中添加粒径平均为70 nm的银颗粒,使反应体系纳米银颗粒浓度达到0.1～1.2μg/μL,可以在一定程度上保持PCR反复扩增反应的特异性.其机理之一可能是常规PCR反应体系在添加了纳米银颗粒后改善了溶液的导热性能.     

基于DNA分子密码算法的防伪认证技术

基于DNA分子的密码实现方法和DNA分子的防伪认证技术的研究进行了综述。介绍了DNA防伪技术的发展背景以及目前该领域的主要研究进展及其应用，并指出了此技术今后的发展前景。     

基于水溶性导电高分子材料的高灵敏度生物传感器

导电高分子材料是一类重要的有机高分子材料，目前已经在很多领域发挥了重要作用。水溶性导电高分子材料在荧光生物传感器中的应用是高分子材料科学与生物科学交叉的重要组成部分。导电高分子材料具有很高的光能采集效率和荧光特性，同时又具有“分子导线”功能。利用导电高分子材料的光能采集与电子/能量传递作用实现在荧光生物传感中的信号倍增效应可以有效地提高传感检测的灵敏度，并可以实现以此为基础的高灵敏度生物传感器。本论文对水溶性导电高分子材料通过电子传递或能量传递作用实现在基因、抗体、酶等方面的检测应用进行了综述，并探讨了实现固相传感和芯片化检测的可能性。在对已有工作进行总结的基础上，讨论了这一领域的主要研究方向。     

运行于磁珠表面的可编程DNA计算机

后基因组时代涌现出DNA操作技术一系列新的应用, 其中包括建立在DNA分子基础上的生物计算机. 至今还没有在固体表面实现基于自动机原理的DNA计算的相关报道. 本文描述了一种可编程的DNA计算装置——具有图灵机部分功能的有限自动机, 并且将计算过程转移到了固体表面. DNA计算机主要由DNA分子(输入分子, 输出状态检测分子和充当软件的状态转移分子等)、DNA限制性内切酶及连接酶和所需的缓冲液组成, 可以自动地解决计算问题. 将荧光标记在输入分子的5′端, 以便于动态跟踪监测反应过程中的各种中间产物. 这些工作具有如下的特点: (1) 成功地在磁珠表面实现了可编程的DNA计算机——有限状态自动机. (2) 通过毛细管电泳直接监测所有的DNA计算中间产物. DNA计算机的超大并行计算能力具有通过自动控制来得以实现的可行性, 为在不久的将来把大规模的DNA计算和功能基因组研究结合起来奠定了基础.