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DNA计算突破传统计算的概念,是把DNA分子作为存储数据和运算媒介的新型计算模型。它使用生物分子作为计算材料,由于DNA分子具有高度并行性、高存储、易操作等优点,因此DNA计算是一门非常有发展潜力的新型学科。科学技术不断发展,专家们努力对其构建DNA分子模型、设计实现算法和生化试验研究,使其能够解决需要大量计算的复杂问题如图论中的NP完全问题。 DNA分子是具有代表性的纳米尺度的物质。随着纳米技术的快速发展,在具体工作中,作用不同而且结构多样的分子器件以及具备多种结构的微元件被迫切需要。尤其是DNA分子的纳米颗粒多聚体的结构研究受到越来越多的科学家的关注,纳米颗粒与生物大分子等组装的纳米结构,功能多样,具有重要的研究价值。 本文首先具体阐述了DNA计算的背景、工作原理、常用的生物操作以及在DNA计算发展过程中出现的常见模型,然后还详细介绍了金纳米颗粒的相关基础知识。在这些理论知识基础上,本文给出了一种基于自组装纳米颗粒探针的DNA计算方法,解决了典型NP完全问题。该方法将问题中所有可能的变量组合编码为自组装纳米颗粒探针的识别区域。通过增加互补的变量链,所有可能的解决方案是在目标序列杂交后并行生成的。所以我们可以比较和分析可行解,找出最优解。与传统的DNA计算模型不同,本文应用了纳米技术和DNA计算理论。最大的特点是方便制备和检测灵敏,使得该模型的可靠性非常高,并且还具有成本更低,巨大的并行性,非凡的信息密度和操作可控性的优势。所以这个新方法推动了DNA计算在某些方面的发展。