基于自组装纳米颗粒探针的全错位排列问题的DNA计算模型

全错位排列问题是组合数学中的一类重要问题,可转化为范式的形式,利用自组装纳米颗粒探针对满足性问题进行求解。将纳米金颗粒和DNA序列进行结合,形成纳米金颗粒探针的识别区,并且成拱形结构。当识别区与其补链发生杂交反应时,拱形结构打开并发出荧光,从而给出了全错位排列问题的一种新的DNA计算模型。与传统的DNA计算模型不同,本文将纳米技术和DNA计算理论相结合。     

基于DNA自组装模型解决图的最大独立集问题

为了寻找图的最大独立集问题,先利用DNA自组装模型解决可满足性问题,再把最大独立集问题转化为可满足性问题,从而解决最大独立集问题。整个过程只用到凝胶电泳操作,在很大程度上减少了误差。     

全错位排列问题数学模型的求解及推广

本文给出了全错位排列问题数学模型的通解，全错位排列推广问题的通解。     

一种基于DNA自组装模型求解最大团问题的算法

基于tiles理论模型和已有DNA自组装模型,结合最大团问题给出基于DNA自组装模型的算法设计,得到具体设计初始分子、规则分子和检测分子所需的DAE块种类.在此基础上采用荧光标记和凝胶电泳生物操作提出了一种求解最大团问题算法.该算法设计tiles的种类为Θ(n2+|E|),其生物操作复杂性为Θ(1).此算法降低了实验的复杂度,而且保证了实验的易操作性和结果的准确性。     

DNA自组装的全错位排列问题模型

全错位排列问题是组合数学中的一种经典问题,可转化为可满足性问题,利用自组装DNA计算模型得到解决.基于DNA自组装产生发夹结构,通过凝胶电泳技术进行筛选,控制温度使发夹结构重新打开得到问题的可行解.该模型只用到凝胶电泳操作,在一定程度上有效避免了生物操作过多产生的实验误差.     

三维DNA自组装在多维背包问题中的应用研究

利用DNA自组装执行计算的思想已从实验上被证明了其可行性．已有多种理论模型被提出用以解决各种NP问题．基于DNA Tile自组装模型理论在二维下的扩展,本文设计了可以实现这一算法的三维DNA Tile组装系统,提出了一种用于解决多维背包问题的三维DNA自组装模型．该模型可以非确定性的输出可行性解决方案．分析表明系统可以在线性组装步骤内完成计算,所需的Tile种类数与问题维数无关．为探索三维DNA自组装的计算能力进行了一次有意义的尝试．     

DNA自组装与信息存储

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)作为未来数据的存储介质具有巨大的潜力.近年来,DNA自组装技术发展迅速,其中DNA折纸(origami)和DNA瓦片(tile)设计及组装技术已经实现了纳米结构的原子级精度.DNA自组装纳米结构因其具有空间可寻址性、可编程性等优点,为基于DNA自组装的信...     

基于sub-tile的对称有界DNA结构自组装及应用

使用一种基于DNA sub-tile的自组装策略,通过模块化的方式灵活构建多种刚性DNA tile,同时利用DNA tile 的对称性,创建多种有限尺寸,空间可寻址的纳米网格结构,并阐述其可能在癌症治疗中作为小分子纳米药物颗粒运载工具,实现定向给药的潜在应用.     

最大匹配问题Tile自组装模型

Tile自组装模型凭借其自组装、可编程等特性在解决NP问题方面具有巨大优势.文中提出了一种求解最大匹配问题的Tile自组装新模型,该模型主要由初始配置子系统、选择子系统及检测子系统3大部分构成.新模型中首先设计Tile分子存储问题信息,其次通过Tile分子自组装操作生成最大匹配问题解空间,最后通过Tile检测分子筛选得到最大匹配问题的解.对模型从所需Tile分子种类、计算时间和计算空间3个方面进行性能分析,并通过实验模拟论证了模型的有效性和正确性.     

基于DNA链置换的可满足性问题的计算模型

可满足性问题是经典的NP完全问题之一。本文建立了一个基于DNA链置换的可满足性问题的计算模型,可满足性问题的约束条件被映射成计算模型上的荧光个数,将可满足性问题中变量的两种取值(0和1)分别设计成不同的DNA链,通过DNA链置换反应,最后观察反应后的计算模型上荧光个数找出可满足性问题的可行解。该模型具有操作简单,结果便于观察和检测的优点。     

一种错位排列的生成算法

文章对错位排列的生成算法进行研究，解决了对于给定了一个错位排列以后，可以按算法自动生成下一个错位排列．并给出了相应的数值实验结果，证实了该算法的有效性．     

Si基底上DNA分子的自组装

利用自组装方法将DNA分子吸附于Si基底表面, 并通过原子力显微镜（AFM）观察不同质量浓度的DNA溶液在Si基底表面进行自组装后的结构： 当DNA溶液的质量浓度较低时, Si基底表面会吸附单个、 拉伸、 环状的分子; 当DNA溶液的质量浓度为60~160 ng/μL时, 在Si基底表面会形成网状结构; 当DNA溶液的质量浓度超过200 ng/μL时, 仅形成DNA薄膜. 实验结果表明, 可以利用该方法制作基于Si材料的DNA分子器件.     

巯基自组装的压电DNA传感器技术研究

采用先将寡核苷酸分子标记上巯基基团，通过自组装技术将巯基修饰的寡核苷酸固定于金电极上，研制成的压电DNA传感器一致性，特异性都较好，每次检测杂交后，经过电极的再生，传感器可以重复使用3次，用该传感器检测和传统的斑点杂交方法相比较，具有快速，灵敏，简便等优越性。     

CdS量子点自组装膜对DNA的界面传感

以巯基乙酸为稳定剂,在水相中直接合成表面带负电荷,具有良好的分散性CdS量子点.利用CdS量子点、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和壳聚糖之间的静电吸引相互作用,在石英表面通过层层组装,构筑多层CdS量子点纳米薄膜.采用荧光光谱、荧光显微镜对Quartz/APES/CdS量子点自组装膜进行表征,并将该膜用于对DNA的界面荧光传...     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

水溶性富勒烯分子囊泡在二维DNA晶体上的有序自组装

C60-N,N-二甲基吡咯是一种水溶性富勒烯的衍生物,在水体系中会聚集成分子囊泡.C60分子囊泡的直径范围为20~120 nm,其中70%的直径小于60 nm.在本实验中,把这种水溶性富勒烯衍生物的分子囊泡和磷酸化的2D DNA晶体在一定条件下静止,原子力扫描显微镜可以观察到在DNA晶体表面,富勒烯的分子囊泡形成了珍珠串状的有序排列.通过对原子力扫描显微镜的图片分析,初步推断了富勒烯的分子囊泡在DNA晶体上进行自组装的机理.     

基于DNA链置换反应的编码器逻辑运算模型研究

作为自组装DNA计算领域中一门新技术,DNA链置换反应在分子计算领域得到了广泛的应用.基于自组装DNA计算原理,设计了对应不同逻辑门的DNA分子电路.基于DNA链置换反应机理构建了编码器逻辑电路的分子计算模型.当输入DNA分子信号链时,将不同分子浓度比的DNA分子逻辑门电路混合,借助分子间的特异性杂交反应及分子间链置换反应,最终可输出信号链分子.Visual DSD仿真结果表明了本文设计的编码器逻辑计算模型的可行性与准确性.为拓展分子逻辑电路的应用做出有益的探索.     

毛细力驱动自组装定位模型

毛细力驱动自组装的定位是利用微元件及基片表面之间的毛细力作用实现的。为了研究微元件及组装区的形状对自组装定位的影响,在分析毛细力驱动自组装机理的基础上,利用能量法建立了毛细力驱动自组装系统的定位解析模型,预测了不同形状微元件的自组装结果,并对一些不合理的组装设计进行了修正。结果表明:通过计算自组装表面能量可以预测组装结果,并设计合理的粘合区形状。     

求解接点网络问题的DNA算法

利用DNA的二级结构——发卡构形，给出了求解接点网络问题的DNA算法．首先用DNA分子编码接点网络问题，然后利用DNA分子的自组装和形成二级结构的能力来求解问题．算法具有自动化实现计算的特点，计算所需的实验操作比Lipton提出的算法少，同时计算所需的DNA量也比Lipton提出的算法少．     

基于氢键的超分子自组装研究进展

综述了氢键在寡聚酰胺体系、喹啉衍生物体系、吡啶酰胺体系、氨基苯甲酰胺体系、菲咯啉酰胺体系、芳香酰肼体系、吡嗪咪唑酰胺体系、尿基衍生物体系的自组装过程中所起的作用及氢键在分子自组装中的发展现状.氢键具有可逆性,基于氢键的超分子自组装体系具有组装的多样性和广泛性等特点,据此可以预测氢键对自组装体结构和性质的影响,为设计和合成出结构稳定、性能优异、可以自由调控的材料提供理论基础.