28、基于DNA链置换的三输入九输出复杂逻辑电路与空箱调运航线规划研究

基于DNA链置换的三输入九输出复杂逻辑电路与空箱调运航线规划研究

1. DNA链置换技术与复杂逻辑电路设计

DNA链置换技术具有高容量信息积累、高性能并行计算、可编程和可模拟等优势，在分子计算、纳米机器、诊断和疾病治疗等领域得到了深入研究。DNA计算在解决一些数学问题、管理纳米机器和探讨生命过程方面表现出色，而生化逻辑是DNA计算的基础，因此掌握构建生化逻辑电路的设计过程是基于DNA链置换的重要研究方法。

1.1 DNA链置换原理

DNA链置换技术基于沃森 - 克里克碱基配对原则，是对DNA自组装技术的改进。DNA链置换级联能够动态连接输入和输出信号，是构建逻辑电路的新技术。DNA链置换反应是一个输入单链DNA分子与互补的部分双链DNA结构进行碱基配对反应，最终产生双链新结构并同时释放DNA的过程。

其分支迁移过程如下：
- R - T和S - T1 - R分别代表输入和输出信号，R为识别区域，T为立足点区域，T 与T特异性互补，立足点通常是包含4 - 6个碱基的较短碱基序列。
- 分支迁移的初始阶段释放输出链，立足点T首先与部分双链复合物中暴露的T 结合，然后替换双链复合物中同一区域的碱基，直到所有替换完成。
- 最后，只有带有立足点的部分双链复合物右侧悬挂的原始结合DNA链会逐渐脱落，成为输出信号。当输入链和输出链都有立足点时，前一个逻辑门的输出可以作为下一个逻辑门的输入，为构建级联反应电路提供了有利条件。

1.2 复杂逻辑电路设计

• 数字逻辑电路与真值表 ：设计了三输入九输出逻辑电路，根据输入输出关