發(fā)布時間：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)成硅基計算機(jī)的核心，通過二進(jìn)制系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯運算功能，實現(xiàn)這些運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)于分子水平上的計算機(jī)，也可以按照真值表進(jìn)行一系列的邏輯運算，實現(xiàn)分子水平上的邏輯功能。通過設(shè)定檢測閾值，可以實現(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，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值。相關(guān)成果發(fā)表在Biosensors and Bioelectronics,42(2013),93-99上。
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