简单0-1规划问题的动态DNA折纸计算模型
2020-02-18斯燕方殷志祥崔建中
计算机工程与应用 2020年4期
关键词:规划
斯燕方,殷志祥,崔建中,杨 静,唐 震
1.安徽理工大学 数学与大数据学院,安徽 淮南232001
2.安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南232001
3.淮南联合大学 计算机系,安徽 淮南232001
1 引言
DNA作为生物遗传信息的载体,具有纳米可编程等优点,利用这个特点来设计纳米结构一直是研究的热点。近年来出现的DNA折纸术为设计复杂二、三维纳米结构提供了新的方法手段。与传统的DNA自组装技术不同,DNA折纸术通过一条长的DNA单链(脚手架链)与一系列预设计的短链DNA片段(订书钉链)进行碱基互补配对,折叠出高度复杂的二维纳米图案和三维纳米结构。与传统纳米自组装方法相比,DNA折纸术具有更佳的精细程度和可控性,而且其实验条件要求低,操作简单,效率高。
最近的研究成果表明,在组装的规模上,DNA折纸术也取得了较大的进展。DNA折纸术[1]是一种不同于传统自组装(自上而下的组装)的方法。它的思路是将一条长度为7 429个碱基(M13mp18噬菌体DNA)的DNA作为脚手架链,并利用200多条订书钉链将其折叠固定,得到了正方形、矩形、五角星、笑脸和三角形等精细复杂的二维结构。DNA折纸术的研究为实现纳米结构的精确组装奠定了基础。随后更加复杂多样的纳米结构不断被设计出来,为纳米器件的深入研究提供了更为精密的模板[2-3]。同年,上海交通大学Bio-X中心的DNA计算机交叉研究团队与中国科学院上海应用物理研究所进行合作,成功构造出“仿中国地图”的DNA纳米结构[4]。这是国内首个利用DNA链折叠得到的非对称二维图形,克服了非对称图形带来的应力问题。……
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