[发明专利]一种基于DNA分子链的逻辑电路和装置

说明书

本申请公开了一种基于DNA分子链的逻辑电路和装置。该逻辑电路包括第一输入门，用于获取第一输入单链和第二输入单链，所述第一输入单链包括第一支点域和第一信号域，所述第二输入单链包括第二支点域和第二信号域；第二输入门，用于获取第三输入单链、第四输入单链和第五输入单链；第一禁门，包括第一底物单链；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。本申请实施例中，简化了DNA计算中逻辑电路的构成，所提供的逻辑电路可拓展性强，功能较多，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，尤其是一种基于DNA分子链的逻辑电路和装置。

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。例如现有技术中的禁门电路，完全抑制了输入信号，限制了电路的可拓展性。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基于DNA分子链的逻辑电路，该逻辑电路的结构简单，可拓展性强。

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基于DNA分子链的逻辑电路，包括：

第一输入门，用于获取第一输入单链和第二输入单链，所述第一输入单链包括第一支点域和第一信号域，所述第二输入单链包括第二支点域和第二信号域；

第二输入门，用于获取第三输入单链、第四输入单链和第五输入单链，所述第三输入单链包括第三支点域和第一信号域，所述第四输入单链包括第四支点域和第二信号域，所述第五输入单链包括第一信号域、第五支点域和第二信号域；

第一禁门，包括第一底物单链，所述第一底物单链包括第三支点结合域、第一信号结合域、第五支点结合域、第二信号结合域和第四支点结合域；

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；

其中，所述第三支点域和所述第三支点结合域可形成双螺旋结构，所述第一信号域和所述第一信号结合域可形成双螺旋结构，所述第五支点域和所述第五支点结合域可形成双螺旋结构，所述第二信号域和所述第二信号结合域可形成双螺旋结构，所述第四支点域和所述第四支点结合域可形成双螺旋结构。

另外，根据本申请上述实施例的基于DNA分子链的逻辑电路，还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本申请的一个实施例中，所述输出门根据所述第一输入单链和/或所述第二输入单链输出数字信号。