张文逸++殷志祥

摘要：DNA计算是近年来的研究热点，分子逻辑门是DNA计算机体系结构和运算实现的重要基础。将DNA自组装与链置换技术和荧光标记相结合，在现有的链置换逻辑计算模型的基础上，构造了非门，与门，与非门，或门和或非门。可在室温下进行，减少了因复杂的生物操作步骤带来的误差。使用荧光检测来判断逻辑结果，操作简单，容易检测，且灵敏度高。

关键词：DNA计算；自组装；链置换；荧光标记；逻辑门

中图分类号：TP301.6 文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2015）01-0007-04

自从1946年科学家发明了第一台电子计算机ENIAC，计算机迅猛发展并时刻影响着人类的生活。但随着科技的进步，传统计算机已无法满足呈指数增长的大规模运算需求，加之“Moore定律”导致的芯片研究成本和半导体物理极限，集成电路的时代不可能永远下去。美国物理学家Feynman于1959年首次提出了分子计算机的思想[1]。20世纪90年代，美国加州大学的Leonard Adleman于1994年第一次在试管中通过利用寡核苷酸链进行实验，解决了经典的有向Hamilton路问题[2]，首次从实验上证明了分子计算机的可行性。

分子逻辑门是实现分子计算机的基础。文献[3]首次提出布尔逻辑分子计算机模型，这是使用DNA分子模拟布尔电路终将实现以DNA为核心的分子计算机。文献[4]构建了DNA核酸分子逻辑非门、与门和异或门，文献[5]利用DNA核酶构建了多种DNA逻辑运算模型，文献[6]构建了半加器的复杂逻辑门，文献[7]首次构建了逻辑与门、与非门和禁门，文献[8]构建了一套完整的无酶逻辑电路，文献[9]构建了环状DNA逻辑门，文献[10]使用多种DNA酶构建逻辑运算模型。……