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基于DNA分子时序电路的sub-tile可控自组装设计


发布部门:科技处  发布时间:2015-04-08  浏览次数:

项目名称

基于DNA分子时序电路的sub-tile可控自组装设计

应用领域

DNA计算编码

联系人

王延峰

电话

13523430559

E-mail

huangchun205@126.com

技术来源

国家自然科学基金委员会61076103

河南省科技杰出人才124200510017

专利情

所属行业

电子信息

成果简介:

DNA链置换与DNA分子瓦自组装的巧妙结合能够自动实现许多复杂的纳米结构,在DNA纳米技术研究领域引人注目,其中DNA分子电路的可控性、可级联性的研究尤为重要。本项目开展了DNA生化实验研究,依据DNA自组装技术,创新性地构建可编程Sub-tile模型,并将其功能成栅格结构;随后在此基础上,构建新型催化剂驱动电路,依据两级 “小支点”的分级化思想,通过设计的DNA时序电路控制sub-tile成功组装4臂的DNA分子瓦,与传统DNA自组装技术相比,生成时间显著缩短。仿真结果表明该DNA分子时序电路具有良好的可控性和可级联性,为可编程自组装动力学的研究提供新思路。

技术指标:

1)开展DNA生化实验研究,创新性地构建Sub-tile模型,并将其功能化形成栅格结构。

2)采用Sub-tile构建二维晶格和三维碳纳米管

3)设计新型催化剂驱动电路。

4)设计DNA时序电路,控制sub-tile组装4臂的DNA分子瓦。

应用领域:

(1) 从理论上来讲,自组装DNA计算机模型运算速度远远超越电子计算机。随着研究工作的不断深入,自组装DNA计算机的运算速度会不断提高。因而,有望在更多的领域内得到应用。如密码破译系统的DNA计算机模型,就有可能在破译密码方面有所突破等。

(2) 目前,我省与本项目相关的电子信息产业和生物技术产业发展迅速。其中,该研究领域所涉及的硬件(如微纳电子器件、大规模集成电路技术)、系统软件(如安全操作系统和数据库等)及相关技术(如传感技术、系统集成技术等),与电子信息产业结构中的高新技术产品紧密相连,融为一体。另外,本研究领域与相关生物技术,如DNA芯片技术、DNA纳米技术和生物信息技术等息息相关。该研究领域基础理论和关键技术的突破势必带动一批相关电子信息和生物技术产业的突破性发展,对加快构建我省现代产业体系,带动电子信息产业升级转型和生物技术产业的跨越发展具有重要意义。

预期经济效益:

通过本项目的研究工作,期望能够在构建纳米级别的分子电路研究领域有所建树,为突破超大规模集成电路发展瓶颈提供新的思路和方向,同时,本项目的研究工作对DNA纳米技术、生物信息学、生物芯片等相关研究领域也有很好的借鉴意义。

投资规模:

软件设计在几万元至二十万元之间,要根据具体应用要求来定。

研究现状:

本系统已研发完毕。

合作形式、条件:

合作研究。

备注

 

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