[发明专利]基于链置换的立方根双轨逻辑电路及生化电路实现方法

权利要求书

1.一种基于链置换的立方根双轨逻辑电路，其特征在于，包括五个输入链X₅X₄X₃X₂X₁、放大门、集成门、第一DNA阈值门、第二DNA阈值门、第三DNA阈值门和两个输出链Y₂Y₁，每个输入链都具有两种状态，表示逻辑“开”的状态为X₅¹、X₄¹、X₃¹、X₂¹和X₁¹，表示逻辑“关”的状态为X₅⁰、X₄⁰、X₃⁰、X₂⁰、X₁⁰；每个输出链都具有两种状态，表示逻辑“开”的状态为Y₂¹和Y₁¹，表示逻辑“关”的状态为Y₂⁰和Y₁⁰；所述放大门中设有阈值并有多个输出信号，输入信号的总浓度大于阈值浓度时，获得输出浓度信号1n mol/L，否则输出浓度信号为0n mol/L，放大门包括具有一个输入二个输出的第一放大门、一个输入三个输出的第二放大门和一个输入四个输出的第三放大门；所述集成门包括二个输入一个输出的二输入集成门与三个输入和一个输出的三输入集成门；所述第一DNA阈值门的阈值浓度小于1n mol/L，第二DNA阈值门和第三DNA阈值门的阈值浓度大于1n mol/L；所述输入链X₅X₄X₃X₂X₁的状态X₅¹、X₄¹、X₃¹、X₂¹、X₁¹和X₅⁰、X₄⁰、X₃⁰、X₂⁰、X₁⁰作为输入信号分别与放大门相连接，放大门的输出端分别通过DNA信号与不同的集成门相连接，不同的集成门分别通过第一DNA阈值门、第二DNA阈值门或第三DNA阈值门与不同的二输入集成门或三输入集成门相连接，与三输入集成门连接的第一DNA阈值门通过二输入集成门、第二DNA阈值门与二输入集成门相连接，与三输入集成门连接的第三DNA阈值门通过二输入集成门、第一DNA阈值门与二输入集成门相连接，两个二输入集成门通过第一DNA阈值门分别得到输出信号Y₁⁰和Y₂⁰，两个二输入集成门通过第二DNA阈值门分别得到输出信号Y₁¹和Y₂¹；

输入信号X₁⁰与第二放大门Ⅰ相连接，输入信号X₁¹与第二放大门Ⅱ相连接，输入信号X₂⁰与第三放大门Ⅲ相连接，输入信号X₂¹与第三放大门Ⅳ相连接，输入信号X₃⁰与第一放大门Ⅴ相连接，输入信号X₃¹与第一放大门Ⅵ相连接，输入信号X₄⁰与第二放大门Ⅶ相连接，输入信号X₄¹与第二放大门Ⅷ相连接，输入信号X₅⁰与第三放大门Ⅸ相连接，输入信号X₅¹与第三放大门Ⅹ相连接；第二放大门Ⅰ的第一输出端和第三放大门Ⅵ的第一输出端均与二输入集成门Ⅰ相连接，第二放大门Ⅱ的第一输出端和第一放大门Ⅴ的第一输出端均与二输入集成门Ⅱ相连接，第三放大门Ⅲ的第一输出端、第二放大门Ⅶ的第一输出端和第三放大门Ⅸ的第一输出端均与三输入集成门Ⅲ相连接，第三放大门Ⅳ的第一输出端、第二放大门Ⅷ的第一输出端和第三放大门Ⅹ的第一输出端均与三输入集成门Ⅳ相连接，第三放大门Ⅳ的第二输出端、第二放大门Ⅷ的第二输出端和第三放大门Ⅹ的第二输出端均与三输入集成门Ⅴ相连接，第三放大门Ⅲ的第二输出端、第二放大门Ⅶ的第二输出端和第三放大门Ⅸ的第二输出端均与三输入集成门Ⅵ相连接，第一放大门Ⅵ的第二输出端和第二放大门Ⅶ的第三输出端均与二输入集成门Ⅶ相连接，第一放大门Ⅴ的第二输出端和第二放大门Ⅷ的第三输出端均与二输入集成门Ⅷ相连接，第三放大门Ⅹ的第三输出端、第三放大门Ⅳ的第三输出端和第二放大门Ⅱ的第二输出端均与三输入集成门Ⅸ相连接，第三放大门Ⅸ的第三输出端、第三放大门Ⅲ的第三输出端和第三放大门Ⅰ的第二输出端均与三输入集成门Ⅹ相连接，第三放大门Ⅸ的第四输出端、第三放大门Ⅲ的第四输出端和第二放大门Ⅰ的第三输出端均与三输入集成门Ⅺ相连接，第三放大门Ⅳ的第四输出端、第二放大门Ⅱ的第三输出端和第三放大门Ⅹ的第四输出端均与三输入集成门Ⅻ相连接；所述三输入集成门Ⅳ与三输入集成门Ⅵ均通过第三DNA阈值门与二输入集合门ⅩⅢ相连接，三输入集成门Ⅲ与三输入集成门Ⅴ均通过第一DNA阈值门与二输入集合门ⅩⅣ相连接，三输入集成门Ⅹ与三输入集成门Ⅻ均通过第三DNA阈值门与二输入集合门ⅩⅤ相连接，三输入集成门Ⅸ与三输入集成门Ⅺ均通过第一DNA阈值门与二输入集合门ⅩⅥ相连接；二输入集成门Ⅰ通过第一DNA阈值门和二输入集成门ⅩⅣ通过第二DNA阈值门均与二输入集成门ⅩⅦ相连接，二输入集成门Ⅱ通过第二DNA阈值门和二输入集成门ⅩⅢ通过第一DNA阈值门均与二输入集成门ⅩⅧ相连接，二输入集成门Ⅶ通过第一DNA阈值门和二输入集成门ⅩⅥ通过第二DNA阈值门均与二输入集成门ⅩⅨ相连接，二输入集成门Ⅷ通过第二DNA阈值门和二输入集成门ⅩⅤ通过第一DNA阈值门均与二输入集成门ⅩⅩ相连接。