DNA计算

摘要： 分子信标具有高灵敏度、易操作以及检测成本低等优点,因此广泛地应用于DNA计算中;此外,金(Au)表面对荧光团具有猝灭能力,可以取代猝灭基团。文章将分子信标固定在Au表面上,构建一种高灵敏的分子信标模型,该模型可用于求解一类特殊的整数规划问题。首先将变量映射成固定在Au表面上的分子信标,且设计出不同的输入链表示变量的不同取值;其次根据变量的取值向试管中加入不同的输入链;在输入链加入后,试管中出现不同荧光信号,然后根据荧光信号的显示来判断约束条件的可行解;最后搜寻问题的最优解。与传统的分子信标模型相比,该模型允许反复清洗过程,可用于大规模检测,更易于应用于疾病监测、医药检测中。

摘要： 图像相比传统文本蕴含更复杂和丰富的信息,图像的广泛应用使得其对安全和隐私的需求也越来越高,如何实现图像数据的安全传输和存储一直是研究的热点.本文基于DNA编码,提出了一种将DNA计算和线性反馈移位寄存器相结合的图像加密方案,使用线性反馈移位寄存器产生的随机序列作为DNA计算过程中的选择密钥,实现对DNA计算的选择,利用DNA计算的多样性实现数据的加解密处理.设计在国产紫光同创PGL22G FPGA上进行了实现,加密性能测试及统计分析结果显示,此图像加密系统硬件实现简单、资源占用低,且具有良好的随机性和安全性,加密效果良好.

摘要： DNA折纸术因其反应的可编程性、纳米可寻址性等优点被广泛地应用于DNA计算中.利用DNA折纸术和杂交链式反应构建0-1背包问题的计算模型.以四个变量的0-1背包问题为例,首先将九种发夹结构和一种分子信标锚定在DNA折纸基底上并加入足量的辅助链;其次通过加入不同的引发链可以触发不同路径上的杂交链式反应,并得到问题的所有可能解;最后,通过荧光信号的数量确定可行解,从而找到问题的最优解.该模型不受权重过大或过小的影响,在折纸基底上可等比例的缩放权重.用Visual DSD软件对该模型进行仿真,模型显示出良好的可行性.

摘要： 该文基于DNA折纸术,设计了一个通过DNA折纸结构的自组装求解图的顶点着色问题的方法.利用DNA折纸术可以构建出具有特定形状的DNA折纸结构.这些结构可以用来编码图的顶点和边,由于这些结构具有粘性末端,因此可以通过特异的分子杂交组装成为代表了不同的图的顶点着色方案的高级结构.利用DNA-纳米颗粒共聚体的属性和电泳等实验方法,可以筛选出正确的符合条件的图的顶点着色方案.该方法是一种高度并行的方法,可以极大地降低求解图的顶点着色问题的复杂度.

摘要： 随着高性能计算需求的不断增长,传统计算模式面临着前所未有的巨大挑战.在众多新兴计算技术中,DNA计算系统以其低能耗、并行化等特点而广受关注.DNA电路(DNA circuit)是实现DNA计算的基础,也是该领域重要的分子信息调控和处理技术.文中重点介绍了DNA计算的基本原理,并总结了最新的研究进展,最后讨论了基于DNA计算所面临的挑战.此类集成的分子计算系统有望广泛应用于航空航天、信息安全及国防建设等领域.

摘要： 针对现有的基于DNA序列进行信息加密算法中没有涉及到DNA计算中化学反应这一问题,提出了基于聚合酶链置换反应的2D-LASM混沌映射文本加密算法.该算法将混沌映射产生的伪随机序列和明文信息进行异或操作,然后转换成DNA序列;随后再将DNA序列进行聚合酶链置换反应得到新的DNA序列.对新的DNA序列进行解码,得到密文.最后对该算法的密钥空间进行分析,可知该算法具有较好的加密效果.

摘要： 该文提出一种DNA计算模型,利用DNA-纳米金颗粒共聚体的自组装来解决图论中的一个NP完全问题——最大匹配问题.根据模型该文设计了能够基于一个具体的图进行自组装的特殊的DNA-纳米金颗粒共聚体,然后利用一系列的实验方法来获得最终的解.这种生物化学算法可以极大地降低求解最大匹配问题的复杂度,这将为DNA自组装计算模型提供一种切实可行的方法.

摘要： 本文提出了一种基于二维Logistic混沌映射与DNA计算的自适应图像加密方案.整个加密过程包括扩散和置乱两个阶段.在扩散阶段,本文首先利用二维Logistic混沌系统产生伪随机序列并生成掩码图像,然后充分运用DNA编码规则对明文图像和掩码图像进行随机编码,通过DNA异或运算得到扩散编码图像.在置乱阶段,为抵御差分攻击、选择明文攻击等,需建立明文图像与密文图像紧密的关联.该算法采用一种自适应的置乱结构,以扩散编码图像的DNA碱基数量为种子代入至二维Logistic混沌系统生成伪随机序列,以此序列确定图像置乱的顺序.将置乱后的编码图像解码得到密文图像,实现图像加密.模拟实验从直方图分析、相关性分析、信息熵、差分攻击、密钥敏感度分析、密钥空间和运行效率等多个方面测试了该加密算法的安全性,实验结果显示该加密方案能够抵御常见的攻击手段,具有较高的安全性.

摘要： DNA折纸术是一种新型的自组装方法,广泛应用于DNA计算中.基于DNA折纸术设计了一个DNA四面体步行者,并将DNA四面体步行者应用于求解0-1整数规划问题.通过DNA四面体步行者的行走,来找出所有可能解.最后,通过DNA四面体步行者所携带的纳米金颗粒的个数来判断是否是0-1整数规划问题的可行解.该模型求解错误率低,具有很强的可控性和实用性.

摘要： DNA编码是DNA计算中最关键的一步，好的DNA编码序列可以有效地防止DNA分子间发生非特异性杂交。DNA编码序列优化设计属于离散空间优化问题，文中采用一种二进制编码的量子粒子群算法优化DNA编码序列，并与基于GA算法的DNA编码方法作对比研究。实验结果表明，采用量子粒子群算法可以得到更优的DNA编码序列。

摘要： DNA编码是DNA计算中最关键的一步，好的DNA编码序列可以有效地防止DNA分子间发生非特异性杂交。DNA编码序列优化设计属于离散空间优化问题，文中采用一种二进制编码的量子粒子群算法优化DNA编码序列，并与基于GA算法的DNA编码方法作对比研究。实验结果表明，采用量子粒子群算法可以得到更优的DNA编码序列。

摘要： DNA编码是DNA计算中最关键的一步，好的DNA编码序列可以有效地防止DNA分子间发生非特异性杂交。DNA编码序列优化设计属于离散空间优化问题，文中采用一种二进制编码的量子粒子群算法优化DNA编码序列，并与基于GA算法的DNA编码方法作对比研究。实验结果表明，采用量子粒子群算法可以得到更优的DNA编码序列。

摘要： DNA编码是DNA计算中最关键的一步，好的DNA编码序列可以有效地防止DNA分子间发生非特异性杂交。DNA编码序列优化设计属于离散空间优化问题，文中采用一种二进制编码的量子粒子群算法优化DNA编码序列，并与基于GA算法的DNA编码方法作对比研究。实验结果表明，采用量子粒子群算法可以得到更优的DNA编码序列。

摘要： DNA计算机是生命科学与计算机科学相结合的产物，DNA计算是国际上"热"的研究领域之一，本文简述了DNA计算研究过程中的一些结果。

摘要： DNA计算机是生命科学与计算机科学相结合的产物，DNA计算是国际上"热"的研究领域之一，本文简述了DNA计算研究过程中的一些结果。

摘要： DNA计算机是生命科学与计算机科学相结合的产物，DNA计算是国际上"热"的研究领域之一，本文简述了DNA计算研究过程中的一些结果。

摘要： DNA计算机是生命科学与计算机科学相结合的产物，DNA计算是国际上"热"的研究领域之一，本文简述了DNA计算研究过程中的一些结果。

摘要： DNA计算机是生命科学与计算机科学相结合的产物，DNA计算是国际上"热"的研究领域之一，本文简述了DNA计算研究过程中的一些结果。

摘要： 如何有效地对大整数进行因子分解是数学上的一个难题.给出了基于分子生物技术的因子分解问题的DNA计算机算法.算法以Pollard p-1算法为基础,利用DNA分子生物操作完成加、减、乘、除运算,实现平方-乘以及欧几里德算法,产生并得到最终解.基于分子生物学的实验表明,该算法是可行和有效的.

摘要： 本发明涉及一种基于环形DNA的图着色计算方法，该方法包括以下步骤：根据给定颜色种类，获得图对应的顶点着色方案集合；根据所述顶点着色方案集合，在顶点数字序列不相邻但相连的边中，找出两顶点颜色未定的边；利用环形DNA分子计算，使用回溯法对所述找出的两顶点颜色未定的边进行删除非解，获得顶点着色方案真解集。本发明的技术方案将待求解图，利用DNA计算中生物操作中的并行性，并基于环形DNA计算的特点，避免了分子间重组，逐步获得所述待着色图的顶点着色方案集合，从而有机地将优化计算方法、DNA序列的编码、各种生化操作、解的检测问题与解空间规模等有机地结合起来，提高了图着色问题的求解效率。

摘要： 本发明公开了一种利用计算机模拟计算蛋白质与DNA之间相互作用力的方法。该方法利用NAMD_2.6计算软件和VMD-1.8.6分析软件进行分子动力学模拟，首先将PDB数据库的蛋白质结构制成适当的研究体系，然后对该体系进行能量最小化处理，将体系加热到设定温度后，对体系进行多步平衡处理，接着对体系实施分子动力学模拟，然后标记体系中目标研究对象并对体系进行SMD模拟，最后处理和分析数据得到蛋白质与DNA之间的相互作用力变化情况，并求得它们之间的最大相互作用力。该方法测定对象范围广泛、实验材料易于制各、设备要求低并且利用率高，便于在与分子识别和基因表达行为相关的生命科学和物理化学以及医药领域广泛应用。

摘要： 本发明涉及一种基于环形DNA的图着色计算方法，该方法包括以下步骤：根据给定颜色种类，获得图对应的顶点着色方案集合；根据所述顶点着色方案集合，在顶点数字序列不相邻但相连的边中，找出两顶点颜色未定的边；利用环形DNA分子计算，使用回溯法对所述找出的两顶点颜色未定的边进行删除非解，获得顶点着色方案真解集。本发明的技术方案将待求解图，利用DNA计算中生物操作中的并行性，并基于环形DNA计算的特点，避免了分子间重组，逐步获得所述待着色图的顶点着色方案集合，从而有机地将优化计算方法、DNA序列的编码、各种生化操作、解的检测问题与解空间规模等有机地结合起来，提高了图着色问题的求解效率。

摘要： 本发明涉及计算机技术和生物技术，特别涉及一种基于DNA计算实现图顶点着色的技术，提供一种基于DNA计算实现图顶点着色的方法和DNA计算系统。基于DNA计算获得包含任意个顶点的图顶点着色方案。包括：将待着色图划分为至少两个子图；根据给定颜色种类，基于DNA计算获得每一个子图对应的顶点着色方案集合，每一种顶点着色方案中任意两个相邻顶点着不同颜色；基于DNA计算逐步合并各子图对应的顶点着色方案，获得所述待着色图的顶点着色方案集合。

摘要： 本发明公开了一种基于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。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，耗能低，抗干扰性强，存储能力强。

摘要： 本发明公开了一种基于DNA计算机的DNA自组装磁珠光电检测系统，包括控制系统，及与控制系统电连接的磁珠光电检测系统、显示器；所述磁珠光电检测系统包括显微镜、光电二极管硅片、控制面板及平行光源装置；所述平行光源装置设置于显微镜上方；所述光电二极管硅片固定在显微镜下方；所述平行光源装置由灯泡、聚光灯罩及凸透镜组成；所述聚光灯罩设置在灯泡外侧；所述灯泡设置在凸透镜上方；所述光电二极管硅片与平行光源装置与控制面板电连接。本发明的基于DNA计算机的DNA自组装磁珠光电检测系统，是一种快速、有效、低成本且适用于DNA计算的检测系统。

摘要： 本发明涉及一种基于3－臂DNA分子的DNA计算机广义表数据结构设计方法，包括表结点数据元素和原子结点数据元素，其特征在于，所述的方法包括下列步骤：(1)设计限制性内切酶的识别位点E(i)；(2)设计限制性内切酶的识别位点Eh；(3)设计限制性内切酶的识别位点Et；(4)设计特定的DNA序列stick；其中特定的DNA序列包括s，s1，s2；(5)设计特定的DNA序列element；(6)设计限制性内切酶的识别位点Ec；(7)设计限制性内切酶的识别位点E。数据结构在计算机中占有重要地位，本发明解决了DNA计算机中信息的合理组织和合理的数据结构，有效地组织DNA计算机需要处理的信息。

摘要： 本申请实施例属于机器视觉领域，涉及一种DNA指数计算方法，包括采集细胞样本的显微图像，分析显微图像得到灰度值，根据灰度值计算出平均透射率，根据平均透射率，转换为相应的光密度，再计算积分光密度，最后根据积分光密度计算出DNA指数。本申请还提供一种DNA指数计算装置、计算机设备及存储介质。本申请能够省去计算积分光密度最复杂的步骤，同时有充足的科学依据作为背景，得到的数据更加具有说服力；简化了计算过程，提高工作效率，也能够提高计算的精度。

摘要： 本实用新型公开了一种基于DNA计算机的DNA自组装磁珠光电检测系统，包括控制系统，及与控制系统电连接的磁珠光电检测系统、显示器；所述磁珠光电检测系统包括显微镜、光电二极管硅片、控制面板及平行光源装置；所述平行光源装置设置于显微镜上方；所述光电二极管硅片固定在显微镜下方；所述平行光源装置由灯泡、聚光灯罩及凸透镜组成；所述聚光灯罩设置在灯泡外侧；所述灯泡设置在凸透镜上方；所述光电二极管硅片与平行光源装置与控制面板电连接。本实用新型的基于DNA计算机的DNA自组装磁珠光电检测系统，是一种快速、有效、低成本且适用于DNA计算的检测系统。

摘要： 本实用新型公开了一种基于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。本实用新型的基于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，耗能低，抗干扰性强，存储能力强。