[发明专利]一种用于DNA实验的交互套件及其使用方法有效
申请号: | 201910267965.X | 申请日: | 2019-04-03 |
公开(公告)号: | CN110033090B | 公开(公告)日: | 2022-11-04 |
发明(设计)人: | 冯志全;王康 | 申请(专利权)人: | 济南大学 |
主分类号: | G06N3/12 | 分类号: | G06N3/12 |
代理公司: | 济南诚智商标专利事务所有限公司 37105 | 代理人: | 王汝银 |
地址: | 250022 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 dna 实验 交互 套件 及其 使用方法 | ||
1.一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,所述套件包括碱基模型、氢键模型、DNA单链模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型、摄像设备、ARM处理器和智能终端;
所述碱基模型用于模拟碱基的结构;所述氢键模型用于模仿氢键的结构;所述DNA单链模型用于模拟DNA单链结构;所述DNA解旋酶模型用于模拟DNA解旋的过程;所述DNA聚合酶模型用于模拟聚合的过程;
所述摄像设备用于获取所述碱基模型、氢键模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型上的标签,发送给智能终端,被AR系统识别,并实时显示状态;
所述ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号,并把电信号转换成逻辑信号发送给智能终端,同时在AR系统实时显示。
2.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,
所述碱基模型由五碳糖模型和插针组成;所述五碳糖模型内部设有导线,用于连接核苷酸,形成DNA单链;所述插针用于碱基之间的配对连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,
所述氢键模型内部设有九根带有铜片的插管,并通过导线串联;
在配对完成时,所述氢键模型的一端插入腺嘌呤模型,另一端插入胸腺嘧啶模型;所述插管内部均互补插入插针;
在配对完成时,所述氢键模型的一端插入鸟嘌呤模型,另一端插入胞嘧啶模型;所述插管内部均互补插入插针。
4.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,
所述DNA单链模型的一端设有电源和信号发射模块,另外一端设有尾帽;所述电源用于给每个DNA单链模型供电;所述信号发射模块用于检测DNA单链模型中的电流,并把电信号发送给ARM处理器;所述尾帽用于使DNA单链模型内部形成闭合回路。
5.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,
所述DNA解旋酶模型包括顶部的滑动挡板的开口、底部的卡扣、中间的存储氢键的长方形通道;所述滑动挡板和卡扣配合使氢键出入长方形通道;当所述DNA解旋酶模型的长方形通道内部氢键填满时,推动挡板,取出氢键;
在DNA解旋过程中,所述DNA解旋酶模型的卡扣竖直卡在两个碱基之间的氢键上,按压所述DNA解旋酶模型,使氢键完全进入所述DNA解旋酶模型的长方形通道内。
6.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,
所述DNA聚合酶模型包括外壳、内部通道、弹簧和挡板;所述外壳包括第一外壳和第二外壳;所述第一外壳和第二外壳的一端连接,且第一外壳打开90度;所述内部通道上放置碱基之间互相连接的氢键;所述弹簧的一端固定,另外一端接挡板,推动氢键移动;所述第一外壳上设置有出口。
7.根据权利要求2所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,所述碱基模型包括腺嘌呤模型、胸腺嘧啶模型、鸟嘌呤模型、胞嘧啶模型;
所述腺嘌呤模型通过插针与所述胸腺嘧啶模型配对;
所述鸟嘌呤模型通过插针与所述胞嘧啶模型配对。
8.根据权利要求2或7所述的一种用于DNA实验的交互套件,其特征在于,所述插针的分布采用九个空洞;所述腺嘌呤模型的插针和胸腺嘧啶模型的插针填满九个空洞;
所述鸟嘌呤模型的插针与所述胞嘧啶模型的插针填满九个空洞。
9.一种用于DNA实验的交互套件的使用方法,是基于权利要求1至8任意一项所述的一种用于DNA实验的交互套件实现的,其特征在于,所述使用方法包括:
DNA解旋酶模型作用于DNA双链模型的氢键上,用于断开两个碱基之间的氢键连接,当所述DNA解旋酶模型断开碱基之间的氢键后,移动两个氢键,在AR系统中实时显示两个核苷酸分开,所述AR系统动态显示DNA双链模型的解旋过程;
DNA聚合酶模型作用于DNA单链模型上,使游离的核甘酸进行碱基互补配对,所述DNA聚合酶模型包括单链上的碱基插入到所述DNA聚合酶模型的互补配对接口上,游离的核甘酸可以所述DNA聚合酶模型接口的另一端插入,完成配对;所述AR系统动态显示DNA单链模型的聚合过程;
在DNA聚合酶模型作用下,利用DNA聚合酶模型内部的氢键模型和不同碱基插针,完成碱基的互补配对,在氢键模型的内部形成一个联通的电路,然后成对的碱基相互连接,DNA单链模型形成完成的电流通过,发送电信号到ARM处理器;所述ARM处理器将所述电信号发送给智能终端,所述智能终端的AR系统显示拼接成功的碱基对形成DNA双链结构。
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