發(fā)布時(shí)間：2013-06-19來(lái)源：朱丹萍 供稿：干細(xì)胞所 陳俊華，科教處 管韻苗
邏輯門(mén)是構(gòu)成硅基計(jì)算機(jī)的核心，通過(guò)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(mén)。邏輯操作是按照真值表進(jìn)行運(yùn)行的，真值表是對(duì)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(mén)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(guò)設(shè)定檢測(cè)閾值，可以實(shí)現(xiàn)邏輯門(mén)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(mén)中常用DNA或RNA來(lái)代替電子元件構(gòu)建邏輯操作，通過(guò)核酸雜交、鏈置換、高級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)象轉(zhuǎn)換等來(lái)解決復(fù)雜的分子計(jì)算問(wèn)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(mén)運(yùn)算機(jī)理，利用ATP和凝血酶為兩種輸入信號(hào)，電流輸出為檢測(cè)信號(hào)，成功構(gòu)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(cè)。ATP是一種重要的能源物質(zhì)，可以用來(lái)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(duì)象，該課題研究構(gòu)建了四種邏輯門(mén)，分別是“AND”，“OR”，“NOR”和“NAND”。真值的判別標(biāo)準(zhǔn)是在輸入檢測(cè)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(cè)，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(jiǎn)化了操作，在疾病診斷和生物監(jiān)測(cè)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。
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