一种基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机的制作方法

本发明涉及一种计算机，具体涉及一种基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机，属于光学计算机技术领域。

背景技术：

英特尔公司的创始人之一G.Moore在1965年提出了众所周知的摩尔定律即计算机处理器的功能和复杂性将随时间的增长以几何级数的形式增长；自从那时起，这条规律就成为了驱动计算机产业发展的动力之一然而，如果按照这种理论，随着时间的推移，计算机部件的尺寸将达到分子级别，这在目前看来是不可能实现的，目前，使用硅晶片作为计算机芯片载体的技术已趋近于极限，即晶体管的宽度已经接近极限的几十纳米，与此同时，寻找硅芯片技术替代品的研究工作正逐渐成为热点，生物计算机便与光学计算机和量子计算机一起，逐渐进人到全世界科学家的视野当中。1994年，美国科学家L.Adleman在Science杂志上发表了他的研究成果，第一个在实验室中完成了使用分子生物学反应方法解决数学问题的工作，他利用DNA(脱氧核糖核酸)分子反应解决了简单的Hamiltonian路径问题，这成为DNA分子计算模型的最早实现，时隔7年之后的2001年，以色列科学家E.Shapiro领导的研究小组在Nature杂志上发表了他们的研究成果，利用DNA分子和DNA限制性内切酶实现了一种具有简化图灵机功能的可编程自动DNA分子计算机模型，在生物计算机的研究上取得了重大突破。与传统的电子计算机相比，DNA分子计算机具有明显的优势。

技术实现要素：

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机，具有高度的并行性，运算速度快，耗能低，抗干扰性强，存储能力强。

（二）技术方案

本发明的基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机，包括载体子系统、对象子系统、固定剂子系统及标记子系统；所述载体子系统由金箔、玻璃、量子点、磁珠及凝胶组成；所述对象子系统包括DNA分子、RNA分子及蛋白质；所述固定剂子系统包括偶联的共价键，以及相互吸附的离子键、氢键和磁力，及生物素和LB膜；所述标记子系统由放射性标记、非放射性标记及其他种类标记组成。

进一步地，所述生物素为亲和素。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机，具有高度的并行性，运算速度快，DNA串的并行操作数目估计可以达到10¹⁴；DNA分子作为数据存储的载体其容量非常大，使用 DNA分子上的碱基对序列来存储数据，达到了分子级别；消耗的能量很少，仅保证其反应所需要的温度和反应条件即可；抗电磁干扰能力强，因为分子信息通路不靠电信号控制逻辑开关，所以不受电磁干扰的影响。

附图说明

图1是本发明的整体系统结构示意图；

图2是本发明的载体子系统结构示意图；

图3是本发明的对象子系统结构示意图；

图4是本发明的固定剂子系统结构示意图；

图5是本发明的标记子系统结构示意图。

具体实施方式

如图1至图5所示的一种基于DNA分子固定技术的DNA分子计算机，包括载体子系统、对象子系统、固定剂子系统及标记子系统；所述载体子系统由金箔、玻璃、量子点、磁珠及凝胶组成；所述对象子系统包括DNA分子、RNA分子及蛋白质；所述固定剂子系统包括偶联的共价键，以及相互吸附的离子键、氢键和磁力，及生物素和LB膜；所述标记子系统由放射性标记、非放射性标记及其他种类标记组成。

所述生物素为亲和素。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。