發(fā)布時(shí)間:2013-06-19來(lái)源:朱丹萍 供稿:干細胞所 陳俊華,科教處 管韻苗
邏輯門(mén)是構成硅基計算機的核心,通過(guò)二進(jìn)制系統實(shí)現邏輯運算功能,實(shí)現這些運算法則的系列操作就稱(chēng)為邏輯門(mén)。邏輯操作是按照真值表進(jìn)行運行的,真值表是對應不同的邏輯輸入而得到的不同邏輯結果的列表。分子邏輯門(mén)相當于分子水平上的計算機,也可以按照真值表進(jìn)行一系列的邏輯運算,實(shí)現分子水平上的邏輯功能。通過(guò)設定檢測閾值,可以實(shí)現邏輯門(mén)的轉換,通常低于閾值設定輸出為0,而高于閾值設定輸出為1。目前在分子邏輯門(mén)中常用DNA或RNA來(lái)代替電子元件構建邏輯操作,通過(guò)核酸雜交、鏈置換、高級結構構象轉換等來(lái)解決復雜的分子計算問(wèn)題。
中科院廣州生物醫藥與健康研究院曾令文研究組模擬邏輯門(mén)運算機理,利用ATP和凝血酶為兩種輸入信號,電流輸出為檢測信號,成功構建了系列的電子邏輯門(mén)用于小分子物質(zhì)(ATP)和蛋白質(zhì)(凝血酶)的智能化檢測。ATP是一種重要的能源物質(zhì),可以用來(lái)監視細胞受損和死亡情況;凝血酶是血液凝固因子之一,常與動(dòng)脈硬化以及一些心血管疾病密切相關(guān)。以這兩種物質(zhì)為研究對象,該課題研究構建了四種邏輯門(mén),分別是“AND”,“OR”,“NOR”和“NAND”。真值的判別標準是在輸入檢測物質(zhì)時(shí),電流值大于0.4 mA為“1”,電流值小于0.4 mA為“0”。這些邏輯門(mén)具有很好的選擇性,能夠用于實(shí)際樣品中ATP和凝血酶的檢測,為智能化監控細胞受損情況和心血管疾病提供了一種有效的手段。它們也可重復多次利用,有效地節約了成本,簡(jiǎn)化了操作,在疾病診斷和生物監測方面具有很高的利用價(jià)值。相關(guān)成果發(fā)表在Biosensors and Bioelectronics,42(2013),93-99上。附件下載: