基于分子信標(biāo)的dna計算模型研究

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1、．．．：分類號；０２９單位代巧；１０３６１安敗化Ｘ大聲０ＡＮＨＵＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ一ＥＣＩＥ｜’‘？、．？．．：：．．．Ｖｊ－度一？？＇Ｖ－■■？－＊＞／．＇＇－ｊ論文題目．基于分子信標(biāo)的ＤＮＡ計算模型硏究作者娃名；陳玉華專業(yè)名稱：應(yīng)用數(shù)學(xué)導(dǎo)師姓名；殷志祥教授完成時間—；二〇六年六月？．：論文編號中圖分類號：０２９：１１密級公況學(xué)科分類號

2、：０．８７安徽理王大學(xué)碩壬學(xué)位論文基于分子信標(biāo)的ＤＮＡ計算模型研究；陳玉華作者嫂名專業(yè)名稱：應(yīng)用數(shù)學(xué)研巧方向；智能優(yōu)化理論與應(yīng)用＿導(dǎo)師巧名；殷志祥教授導(dǎo)師單位；安徽理工大學(xué)＿答辯委員會主席：苑益政教授論文答辯日期：２０１６年０６月０２日安徽理工大學(xué)研究生處２０１６年６月７日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＡｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｐＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤＮＡｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍｏｌｅｃｕｌａｒ

3、ｂｅａｃｏｎＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎＹｕｈｕａＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹｉｎＺｈｉｘｉａｎｇＭａｏｒｏｆＡＨｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｊｐｐＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｙ．ｅｎＲｏａｄＨｕａｉｎａｎＮｏ１６８Ｓｈｕｎ２３２００１ＰＪＲ．ＣＨＩＮＡ，ｇｇ，，，獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加Ｌ乂楊注和致謝的地方Ｌ乂外

4、，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得一安徽理工大學(xué)或其他教育化物的學(xué)位或證書而佑用過的材抖。與我同工作的罔志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽卷；你玉曰期：年Ｉ月Ｊ曰斗學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)化論文作者完全了解安徽巧工大學(xué)有保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于安徽理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)安徽

5、理工大學(xué)＾１乂將學(xué)位論文的全部或部分巧容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索Ｌ可，可乂采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）＊學(xué)位論文作者簽葦：？樂Ａ簽字曰期年＾月７曰今／導(dǎo)師簽名：簽字曰期：居年＾月曰７＾摘要１９９４年，Ａｄｌｅｍａｎ用ＤＮＡ分子解決了屯節(jié)點的有向Ｈａｍｉｌｔｏｎ路徑問題，成功打開了ＤＮＡ計算研究領(lǐng)域之口。ＤＮＡ計算機因具有大存儲空間、高并行性和低耗能等特征而成為了科學(xué)界的研巧新寵。自ＤＮＡ計算出現(xiàn)Ｗ來

6、，其無論是在模型的設(shè)計上還是在硬件的實現(xiàn)上都有一了重大的進展和非凡的成果，這些進展和成果為進步研究和發(fā)展ＤＮＡ計算提供了很大的幫助。＂＂一分子信標(biāo)是種寡聚核巧酸探針，它的形狀類似于發(fā)夾，擁有結(jié)構(gòu)簡單、高靈敏度Ｗ及高特異性等特點。分子信標(biāo)最初用于測量溶液中的鞭標(biāo)數(shù)量，后經(jīng)人們的研究與發(fā)展一，分子信標(biāo)已成為分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)等研巧領(lǐng)域的種重要研究工具。殷志祥最先提出了利用分子信標(biāo)的特殊結(jié)構(gòu)來求解組合優(yōu)化問題，本文借鑒殷志祥的求解思路，Ｗ分子信標(biāo)作為ＤＮＡ計算的載體，做了如下研究，并通過解

7、決一些實際問題來檢驗其效果。首先，根據(jù)分子信標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點，將分子信標(biāo)與粘貼模型相結(jié)合，把分子信標(biāo)作為粘貼模型中的粘貼鏈，生成分子信標(biāo)粘貼模型。該模型與普通的分子信掠模型相比的優(yōu)勢在于不需要生物酶的參與也不需要ＤＮＡ鏈的延長；與普通的粘貼模型相比的優(yōu)勢在于在實際操作中不需再添加巧光探針來檢測ＤＮＡ鏈的反映結(jié)果。本文將分子信標(biāo)粘貼模型應(yīng)用于求解可滿足性問題中，并給出具體實例驗證。其次，根據(jù)分子信標(biāo)的結(jié)構(gòu)特點及微流控Ｓ片技術(shù)的優(yōu)勢，將分子信標(biāo)與微流控巧片技術(shù)相結(jié)合一，在微流控芯片上實現(xiàn)分

8、子信標(biāo)的計算，建立種新型分子信標(biāo)模型。該模型彌補了分子信標(biāo)在溶液和固體表面的不易操作、誤差大等缺點，為深入研究分子信標(biāo)提供了更有力的幫助。本文將基于微流控芯片的分子信標(biāo)模－型應(yīng)用于求解０１整數(shù)規(guī)劃問題中，并給出具體實例驗證。最后，將分子信標(biāo)、粘貼模型及微流控巧片技術(shù)Ｈ者相聯(lián)結(jié)，構(gòu)建基于微流控忘片的分子信標(biāo)粘貼模型。該模型彌補了傳統(tǒng)模型的操作較復(fù)雜、反應(yīng)