發(fā)布時(shí)間:2013-06-19來源:朱丹萍 供稿:干細(xì)胞所 陳俊華,科教處 管韻苗
邏輯門是構(gòu)成硅基計(jì)算機(jī)的核心,通過二進(jìn)制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算功能,實(shí)現(xiàn)這些運(yùn)算法則的系列操作就稱為邏輯門。邏輯操作是按照真值表進(jìn)行運(yùn)行的,真值表是對應(yīng)不同的邏輯輸入而得到的不同邏輯結(jié)果的列表。分子邏輯門相當(dāng)于分子水平上的計(jì)算機(jī),也可以按照真值表進(jìn)行一系列的邏輯運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)分子水平上的邏輯功能。通過設(shè)定檢測閾值,可以實(shí)現(xiàn)邏輯門的轉(zhuǎn)換,通常低于閾值設(shè)定輸出為0,而高于閾值設(shè)定輸出為1。目前在分子邏輯門中常用DNA或RNA來代替電子元件構(gòu)建邏輯操作,通過核酸雜交、鏈置換、高級結(jié)構(gòu)構(gòu)象轉(zhuǎn)換等來解決復(fù)雜的分子計(jì)算問題。
中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院曾令文研究組模擬邏輯門運(yùn)算機(jī)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(gòu)建了系列的電子邏輯門用于小分子物質(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),可以用來監(jiān)視細(xì)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(gòu)建了四種邏輯門,分別是“AND”,“OR”,“NOR”和“NAND”。真值的判別標(biāo)準(zhǔn)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(jiān)控細(xì)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(fù)多次利用,有效地節(jié)約了成本,簡化了操作,在疾病診斷和生物監(jiān)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: