[发明专利]DNA分子螺旋除法器的构建方法及DNA分子螺旋除法器

权利要求书

1.一种DNA分子螺旋除法器的构建方法，其特征在于，所述方法包括：

利用DNA分子的Sub-Tile结构，合成具有特异性黏性末端的6-arm tile；其中，所述具有特异性黏性末端的6-arm tile包括除数被除数数据粒子、除法算子以及检测输出粒子；

除数被除数数据粒子自组装形成除数被除数的三维螺旋结构，并输入各种除法算子完成除法运算；

当除法运算完成后，通过检测输出粒子检测余数，标记出计算结果是设定余数的除法器，形成DNA分子螺旋除法器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除数被除数数据粒子具有6个黏贴末端，其中标记“e”的黏贴末端为边界末端，其为双链互补结构；标记“S(n+1)”和“S(n)’”的黏贴末端为连接末端，表示这是第n位的数据粒子，其负责连接上一个数据位和下一个数据位；标记“1/0”的黏贴末端为被除数第n位的数值，根据系统输入设定为1或0；标记“(1/0)^*”的黏贴末端为除数的对应位的数值，根据系统输入设定为1或0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除法算子为一个四输入四输出算子，输入输出满足如下逻辑关系：

其中，B_i和P是输入的复制传递，用于将除数信息传到下一步计算过程中；除法算子的输入有四个二进制位；在除法运算过程中，除法算子根据输入数值的不同，不同种类的除法算子黏贴到除法器上，完成除法运算。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测输出粒子包括两个边界设计“e”，链接端设计“c”和“x”，顶部的“0”或“1”是对除法运算完成后余数的逐位检测，设定余数为“0”或“1”，当所有检测输出粒子检测余数都是设定余数，则最后一个“OK”检测粒子黏贴到三维螺旋结构中，结束整个运算和检测标记过程；若检测输出粒子检测余数不是设定余数，则“NO”检测粒子黏贴到三维螺旋结构中，结束整个运算和检测标记过程。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测输出粒子标记的方式为通过纳米金-巯基化寡核苷酸、生物素-链霉亲和素和荧光基团中的至少一种进行标记。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述除数被除数数据粒子自组装形成除数被除数的三维螺旋结构，具体为：通过除数被除数粒子的黏贴反应，形成除数被除数的三维螺旋结构。

7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述除数和被除数可设定为非确定的形式；

当被除数已知，除数未知时，引入非确定性除数产生机制，通过设计除数的第n位数据粒子携带的数值信息有两种：1和0，在除数产生的过程中，第n位为1或0，且探针机的数据粒子是独立的，通过调节第n位为1或0的数据粒子的浓度来控制除数的第n位为1或0的概率；

当除数已知，被除数未知时，引入非确定性被除数产生机制，通过设计被除数的第n位数据粒子携带的数值信息有两种：1和0，在被除数产生的过程中，第n位为1或0，且探针机的数据粒子是独立的，通过调节第n位为1或0的数据粒子的浓度来控制除数的第n位为1或0的概率。

8.一种DNA分子螺旋除法器，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的方法构建而成。