[发明专利]一种快速识别Ag+

说明书

一种快速识别Ag⁺和Cys的三相输出功能的分子逻辑门及其构建方法，属于分子计算机技术领域，可解决现有分子逻辑门单一信号输出的局限性的问题，包括：以Cys和Ag⁺作为平行的两路输入信号，以荧光强度、荧光各向异性及荧光寿命为输出信号。以小檗碱为信号报告单元，Ag⁺‑核酸适体为分子识别基质，利用小檗碱在Ag⁺‑核酸适体及Cys、Ag⁺存在时的不同微环境中的荧光强度、荧光各向异性、荧光衰减的变化，构建了“禁止”门基本布尔逻辑门。构建的分子逻辑门电路性能好、灵敏度高、较容易区别，能够解决单一输出信号所带来的局限性。

技术领域

本发明属于分子计算机技术领域，具体涉及一种基于核酸适体-靶标相互作用及金属离子配位作用的快速识别Ag⁺和Cys的三相输出功能的分子逻辑门及其构建方法。

背景技术

作为模拟逻辑运算的化学系统，分子逻辑门是在分子水平上通过计算实现信息处理和集成的小型化。与数字电路中的逻辑门类似，像利用电子运动的硅处理器一样，去创造可以利用分子的内在多样性完成计算功能的微型系统，用分子来分别描述逻辑门的输入和输出信号，进而实现分子水平上的逻辑操作。分子逻辑门中的分子能对外界刺激有所响应，并且分子逻辑门也遵循布尔逻辑规则。

分子逻辑门利用分子，如DNA、金属离子、蛋白质、抗体等进行逻辑操作，不仅缩小了逻辑器件的体积，还有可能用于生物医疗诊断中。其次，分子逻辑门输入型号可选类型多，可以是各种金属离子、小分子、蛋白质、抗体等。最后，分子逻辑门的输出信号易检测，开关比大，仪器依赖性小。

目前，分子逻辑门在传感、诊断和小分子标靶识别中表现出潜在的应用前景，涉及的识别基质多为聚合物、纳米粒子和核酸。其中，基于核酸特别是基于核酸适体的分子逻辑门因其能够与互补链或特定目标物相互作用而应用于核酸酶、DNA、金属离子、小分子等的分析检测。只是，这些分子逻辑门大多只有一个单一功能的信号输出，其分析检测的准确性需进一步提高。

信号输出是构成逻辑门的关键因素之一，在逻辑门的结构中起着举足轻重的作用。一般来说，比色、电化学发光、电化学和荧光信号通常用作分子逻辑门系统的输出。与其它输出信号相比，荧光光谱技术以其简单、成本低、灵敏度高、特异性强等优点。更重要的是，荧光技术可以提供更多的技术参数，如荧光强度、波长、荧光各向异性和荧光衰减等，为构建分子逻辑门时的多信号输出提供了更多的选择。与单信号输出方式相比，多功能集成分子逻辑门在提高多信号联合输出实验结果的准确性和灵敏度方面具有潜在的优势。

目前相关研究多以荧光强度和波长为单一或双信号输出，同时，所用的核酸适体基质多需要荧光标记。

发明内容

本发明针对现有分子逻辑门单一信号输出的局限性的问题，提供一种快速识别Ag⁺和Cys的三相输出功能的分子逻辑门及其构建方法，该分子逻辑门构建方法中的信号输出为荧光强度、荧光各向异性、荧光衰减三相信号联合输出，提供了更可靠、更灵敏的分析检测策略，同时，核酸适体无需标记，分析检测简便、成本更低。

本发明采用如下技术方案：