[发明专利]一种DNA逻辑级联电路及处理方法、装置和介质

说明书

本申请公开了一种DNA逻辑级联电路及处理方法、装置和介质。该逻辑电路包括第一输入门、第二输入门、禁门、第一反应门、第二反应门和输出门；该方法包括以下步骤：输入第一浓度的第一输入单链、第一浓度的第二输入单链和第二浓度的第一底物单链，所述第一浓度小于第二浓度；输入第三输入单链、第四输入单链或者第五输入单链中的至少一者；根据输出门中的第三输出单链和/或所述第四输出单链输出数字信号。本申请实施例中，能够基于简单的DNA分子链的置换原理形成逻辑电路，并且可扩展性强，功能更加多样化，使用该方案可提高基于DNA分子链所构成逻辑电路的搭建效率。本申请可广泛应用于DNA信息技术领域内。

技术领域

本申请涉及DNA信息技术领域，尤其是一种DNA逻辑级联电路及处理方法、装置和介质。

背景技术

生物分子计算是指利用生物分子在分子规模上执行计算的一系列方法，包括分子计算、膜计算、基于细菌视紫红质的信息存储等。近年来，可编程的DNA计算逐渐成为一项热门研究方向，其中DNA分子链技术是实现DNA计算的一种重要手段。DNA分子链技术是一种等温、无酶的体外DNA扩增技术，该技术对序列的识别具有高度的选择性，在DNA纳米技术的帮助下，DNA分子链已用于第二代DNA探针系统的基因信号检测，并有潜力作为体内智能分子系统用于DNA信号的检测和处理。由于DNA作为天然材料，是一种很好的应用工具目前，利用DNA分子链技术已经开发出了一些生物分子信号处理系统，如无酶核酸逻辑电路，遗传编程和可进化分子机器，可执行自动联想记忆计算的Hopfield网络等。

基于DNA分子链设计的电路可以分为数字电路和模拟电路两种，DNA数字电路中，一项重要任务是构建稳定且可扩展的逻辑门，自Adleman展示DNA计算以来，很多学者都独立地提出了不同DNA逻辑门的结构和实验操作，但是这些逻辑门往往比较繁琐冗余，无法组装成为具有一定规模的电路系统。现有技术中的逻辑电路可拓展性不足，往往只能实现单一的逻辑功能，组合起来使用十分困难。目前，现有技术中还缺少一种技术方案，以用于解决以上问题。

发明内容

本申请的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种DNA逻辑级联电路，该逻辑级联电路的可拓展性好，功能更具多样性。

本申请实施例的另一个目的在于提供一种基于DNA分子链的逻辑装置。

为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本申请实施例提供了一种DNA逻辑级联电路，包括：

第一输入门，用于获取第一输入单链，所述第一输入单链包括第一支点域和第一信号域；

第二输入门，用于获取第二输入单链，所述第二输入单链包括第二支点域和第二信号域；

禁门，用于获取第一底物单链，所述第一底物单链包括第五支点结合域、第一信号结合域、第七支点结合域、第二信号结合域和第六支点结合域；

第一反应门，包括第一底物，所述第一底物包括第一输出单链、第二输出单链和第二底物单链，所述第一输出单链包括第一信号域和第三支点域，所述第二输出单链包括第二信号域和第四支点域，所述第二底物单链包括第一支点结合域、第一信号结合域、第二信号结合域和第二支点结合域；

第二反应门，包括第二底物，所述第二底物包括第三输出单链、第四输出单链和第三底物单链，所述第三输出单链包括第一信号域，所述第四输出单链包括第二信号域，所述第三底物单链包括第三支点结合域、第一信号结合域、第四支点结合域和第二信号结合域；

输出门，用于根据包括所述第一信号域和/或所述第二信号域的单链输出数字信号。

另外，根据本申请上述实施例的DNA逻辑级联电路，还可以具有以下附加的技术特征：