一、基于分子信标的DNA计算（论文文献综述）
杨新木[1]（2021）在《DNA折纸术在求解0-1整数规划问题中的应用》文中提出DNA折纸术是近年来所提出的一种新型的自组装方法,其中最重要的思想就是利用很多条经过设计的短的DNA单链将一条长的DNA单链（脚手架链）通过碱基互补折叠成特定的形状。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。0-1整数规划问题是NP完全问题之一,是整数规划问题中变量只取0或1的特殊情形,目前还没有一个完美的算法去解决该问题。如何设计高效算法来求解0-1整数规划问题是目前面临的困难之一。DNA折纸术构建的纳米结构结合DNA计算的巨大并行性和海量存储能力,使得在计算过程中避免实验操作次数多,减少时间消耗和错解率,从而为高效求解0-1整数规划提供一条有效途径。本文首先介绍DNA计算的研究现状及常见的生物技术,其次介绍常见的DNA计算模型。在前人的基础上提出基于DNA折纸术的0-1整数规划问题的计算模型,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,根据DNA四面体步行者所携带的纳米金颗粒的个数来判断是否为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。与此同时,本文还把DNA四面体探针应用于求解0-1整数规划问题,利用DNA四面体结合DNA单链构建探针,可以降低求解过程中生化反应的错解率,从而提高模型的计算效率。本文还将DNA折纸术推广到求解0-1背包问题中,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。将9种发夹结构和1种分子信标锚定在DNA折纸基底上并加入足量的辅助链。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,得到问题的所有可能解。通过荧光信号的数量确定可行解,从而找到问题的最优解。并利用Visual DSD软件对该模型进行仿真,模型显示出良好的可行性。本文最后还提出基于DNA链置换和DNA折纸术的可满足性问题的计算模型。首先将可满足性问题的所有解都映射到折纸基底上;其次加入引发链让其充分反应;通过DNA折纸基底上是否有荧光确定可行解,从而搜寻到可满足性问题的最终解。图[34]表[2]参[54]
张颢儿[2]（2021）在《PNKP酶抑制剂的虚拟筛选及酶活性检测方法研究》文中指出DNA作为遗传信息的载体,经常受到各种内源性和外源性损伤的威胁。这些损伤会导致DNA链断裂,从而导致DNA末端形成3’-磷酸/5’-羟基的损伤缺口,这是正常细胞转变为肿瘤细胞的主要诱导因素之一。人体在进化过程中形成了一套高效的DNA修复系统,可以使正常细胞的DNA损伤数量保持在较低水平,这个应答反应是防止细胞癌变的早期屏障,而在肿瘤细胞中DNA双链损伤的水平已超过恶性病变的阈值,因此DNA损伤修复在肿瘤治疗的研究中发挥重要作用。另一方面,目前主流的癌症治疗主要使用化疗及放疗,大多数治疗以破坏肿瘤细胞DNA来实现,但是肿瘤细胞可以通过启动DNA修复途径逃避凋亡,最终导致治疗耐药性。因此,抑制肿瘤细胞DNA修复,从而增强化疗及放疗的治疗效果成为目前最具前景的治疗手段。在众多DNA修复酶中,PNKP（polynucleotide kinase/phosphatase）备受关注,PNKP是目前唯一一个具有磷酸酶和激酶活性的双功能修复酶,并且是DNA修复酶中唯一含有5’-激酶活性的酶,因此PNKP可以同时对断裂的DNA进行3’-磷酸化和5’-去磷酸化。这种独有的特征使得PNKP的激酶结构域可以作为一个有效的药物靶点,由此可以开发特异性的PNKP激酶抑制剂。但是目前没有人源的PNKP酶结构报道,也没有激酶抑制剂开发的先例,因此,本课题通过计算机辅助药物设计结合生物化学实验来开发新型的PNKP激酶抑制剂。主要研究结果如下:（1）首先使用同源模建的方法构建人源PNKP蛋白晶体结构,使用分子动力学方法来优化同源PNKP模型,同时生成多个PNKP构象,以此构建多构象的虚拟筛选模型。同时构建了层级式的虚拟筛选方法,整合了半柔性对接、柔性对接和MM-GBSA等技术手段筛选新型的PNKP抑制剂。随后将得分最高的分子进行分子动力学模拟和结合自由能计算,以此研究PNKP与抑制剂的结合模式,并揭示了PNKP激酶结构域中决定配体特异性结合的特征氨基酸,为后期PNKP抑制剂的虚拟筛选、结构改造提供一定的指导意义。最后将虚拟筛选出来的化合物进行细胞水平的活性验证,结果显示多个化合物具有较强的肿瘤抑制作用。与已报道的PNKP抑制剂A12B4C3相比,某些化合物具有更强的胰腺癌细胞毒性,揭示了PNKP抑制剂具有胰腺癌治疗的潜能。（2）由于目前尚未有PNKP激酶抑制剂的报道,因此没有成熟的PNKP酶活性检测方法,为此我们建立了一种基于DNA分子信标荧光扩增传感策略实现灵敏且精确的PNKP酶活性检测。结果显示这种检测方法可以使PNKP的作用过程被放大,从而实时监控PNKP的酶作用水平,有利于PNKP抑制剂活性的定量检测。该方法具有操作简便且污染性小的特点,在酶抑制剂筛选和抑制能力评估中显示出较大的潜力。
耿红美[3]（2021）在《基于DNA/微纳材料的光学逻辑器件的开发及其在生物传感领域的应用》文中研究表明随着集成电路的快速发展,电子芯片技术的开发也越来越接近极限,研究和开发全新原理的新型逻辑器件势在必行。其中,分子计算机具有并行性高、存储容量大以及耗能低等优点,并且可以与光学、化学、电学、生物等学科相结合,已经作为一种新型的交叉学科得到了广泛的关注和研究。DNA就是一种可在纳米尺度上构建逻辑模型的生物分子,DNA四种碱基之间强大的互补配对功能使DNA表现出惊人的信息存储功能,通过DNA杂交或DNA链置换等反应可以快速地实现大规模的、复杂的逻辑计算。同时,基于DNA的特殊结构以及DNA与纳米材料之间的相互作用,可以构建实现多种功能的逻辑运算系统。如今,基于DNA的生物计算已经从实现简单的逻辑运算逐渐发展为能够实现更多复杂功能的逻辑运算,为生物计算提供了更多的可能性。本论文基于DNA/DNA以及DNA/纳米材料之间的反应基底,结合荧光共振能量转移的特性,以荧光法作为检测手段,实现了新型光学逻辑器件的开发,并探索了其在生物传感领域的应用。论文主要完成了以下工作:1.基于DNA的特殊结构,构建了逻辑比较系统基底,利用DNA杂交反应和链式取代反应,结合荧光检测的方法,构建了多种逻辑系统,并基于该逻辑系统的反应原理,实现了对HIV以及HCV的选择性检测。在该工作中,首先设计两端修饰有荧光分子和淬灭分子的DNA分子信标结构,以及富含G碱基的G4结构,以这两种DNA结构构建了数学逻辑比较系统的反应基底。利用DNA碱基互补配对原理和DNA链式取代反应,通过真值表中陈列的输入与输出信号之间的逻辑关系,对DNA输入序列进行DNA编码。最终,根据对输入信号与反应基底之间的相互作用而得出的输出信号的分析,依次构建了“2输入-3输出”、“3输入-3输出”和“4输入-3输出”的荧光数学逻辑比较系统,实现了复杂的逻辑比较功能,包括“>”、“<”和“=”。另外,基于“2输入-3输出”逻辑电路的反应原理,构建了基于“2输入-3输出”逻辑系统的DNA生物传感器,通过分析传感系统中加入携带有HIV或HCV基因的DNA序列后的荧光输出信号的变化,研究了该传感系统对HIV基因和HCV基因的高灵敏度检测,且检测极限达到500 f M,并具有较好的选择性。2.通过构建DNA/氧化石墨烯的反应基底,利用编码DNA之间的杂交反应和荧光共振能量转移的特性,开发了大规模的数学运算体系。首先制备氧化石墨烯（GO）纳米材料,并通过π-π键非选择性吸附单链DNA序列。由于荧光共振能量转移作用,GO能够淬灭吸附其表面的DNA上的荧光基团信号。基于此,通过编码输入DNA序列以及其与GO/DNA反应基底之间的相互作用,并对得出的荧光输出信号进行归一化分析,构建了“6-bit”的开平方根和“9-bit”开立方根的数学逻辑运算器件,实现了50以内开平方数学计算以及500以内的开立方数学运算。
赵影[4]（2021）在《荧光银纳米簇类分子信标探针检测核酸》文中认为金属纳米簇的发展使其在生物医学领域的应用愈发广泛,其中银纳米簇由于优异的物理和化学性质,如良好的生物相容性,抗光漂白性,光稳定性,成为近几年来的研究热点。在银纳米簇的合成中,以DNA为模板合成的银纳米簇具有可调谐的荧光发射波长,通过调整DNA的序列,可实现对银纳米簇多功能的设计与应用。核酸作为基本的生命物质,在生命活动中有着不可替代的作用,许多疾病都与之相关,当前对核酸的检测可以有效的实现对疾病的判断。所以我们越来越需要更精准快速的方法来检测核酸。1、设计出两类分子信标探针,并进行对目标DNA浓度的检测,筛选出两种灵敏度较高的分子信标探针并用于之后的实验。2、我们基于DNA模板序列对银纳米簇荧光强度的影响,设计了一种免标记分子信标应用于检测目标DNA浓度。与传统发光基团-猝灭基团型分子信标信号模式相反,当探针成发卡状时,由于富C序列的增强效应,体系呈现较强荧光;加入目标DNA之后,发卡状结构被打开,富C序列与银纳米簇模板序列远离,体系荧光下降。其荧光强度变化与目标DNA浓度成正比并在10-1000nmol·L-1的范围内具有良好的线性关系。3、基于荧光off-on策略,使用发夹状DNA探针实现了对目标DNA浓度的检测。我们在发夹状DNA探针的环状结构上设计出一段银纳米簇模板序列,同时目标DNA的存在可以改变探针的结构。实验结果表明发卡状结构的转变对银纳米团簇的形成有明显的影响,含靶标核酸的溶液比不含靶标核酸的溶液具有更强的荧光发射。在1-750 nmol·L-1范围内,荧光强度与浓度之间存在良好的线性关系。除此以外,检测传感平台允许的最低检测限为1 nmol·L-1的,这比其他研究要低得多。通过选择性实验也可证明本探针对目标DNA类似物具有较好的识别能力。本论文研究的目标DNA检测方法具有成本低,操作简单,灵敏度高,选择性高的优点,也可免除标记染料的复杂步骤。
万雨琦[5]（2021）在《DNA模板纳米铜分子信标的构建及生化传感应用》文中指出相比较于经典的分子信标而言,纳米分子信标具有灵敏度高,生物相容性好,操作简单,免标记,低成本等优点,可以更好更便捷地应用于目标分析物快速准确检测,因而受到广泛的研究和关注。DNA模板纳米铜在荧光生化传感中具有合成速度快、成本低、环保、低毒,斯托克斯位移大等优势。因此,DNA模板纳米铜实为生化分析中理想的信号源。受上述启发,基于纳米铜的原位合成,构建一种新型、免标记的纳米分子信标。本工作基于纳米铜纳米分子信标的构建,分别以核酸,蛋白质,小分子,金属离子为目标物,开展了以下三个方面工作:1.基于DNA模板化纳米铜的纳米分子信标构建及核酸检测本工作以荧光纳米铜分子信标的构建为基础,开发了一种用于DNA及micro RNA的特异性识别方法。在缓冲溶液环境中,通过DNA分子的变性、退火过程,促使单链DNA自组装成发卡结构的探针。当目标DNA分子存在时,识别序列与目标DNA杂交,诱导发卡结构构型发生变化。两段模板序列相互杂交成双链结构,并可进行纳米铜的原位合成,输出荧光信号,从而实现对目标DNA的检测。该纳米信标对DNA检测的线性响应范围为0.1 n M～0.5μM,micro RNA检测的线性响应范围为0.1 n M～1.0μM。这种高灵敏度归功于纳米铜发射的强荧光,以及发夹DNA的合理设计。2.非核酸目标分子的快速均相分析在以DNA模板化纳米铜纳米分子信标被用于核酸特异性识别工作的基础上,本工作开发了一种非核酸目标分子ATP及凝血酶的高灵敏测定的均相荧光传感方法。在目标物与分析物特异性识别后,诱导探针结构构型发生变化,两段模板序列相互杂交成双链结构,并可进行纳米铜的原位合成,输出荧光信号。该纳米信标对ATP识别检测限低至45p M,对凝血酶检测的线性响应范围为1.0 n M～1.0μM,检测限低至0.52 n M。该方法无需复杂标记和昂贵的仪器就可以达到高灵敏、高选择性检测,因此,在临床诊断领域有着巨大的应用潜力。3.基于酶辅助等温循环信号放大的荧光分析为了进一步展示纳米分子信标的通用性,挖掘其在等温循环信号放大方面的潜力,本工作设计了一种稍作修饰的发夹DNA,并结合Exo III辅助的酶切循环反应,建立了一种纳米铜分子信标参与的等温循环信号放大策略以及高灵敏度DNA检测的分析方法。进一步地,结合所建立的信号放大策略,对纳米信标的探针序列进行精准设计,构建了一种Hg2+高灵敏分析新方法。纳米信标结合酶切辅助的等温循环放大,在优化条件下检测,纳米信标对DNA识别检测限低至0.83p M,对Hg2+识别具有7个数量级的宽线性范围。这比前面提到的无酶纳米信标DNA检测低两个数量级。因此,本工作开发了一种用于酶切辅助等温循环放大检测Hg2+的新型均相生物传感方法,在检测Hg2+方面具有线性范围宽,灵敏度高和选择性好的优点。
陈中原[6]（2021）在《新型功能化磁性纳米体系用于肿瘤成像与联合治疗的研究》文中认为近年来,以铁氧化物纳米粒子（iron oxide nanoparticles,IONPs）为代表的磁性纳米材料受到了生物医学研究领域的密切关注,这主要是因为:其一,IONPs是一种无毒材料,具有良好的生物相容性和生物可降解性;其二,IONPs的表面易于改性和修饰,因而可在其表面连接功能化分子,实现包括肿瘤靶向、化疗药物和治疗基因的递送以及荧光成像在内的多种不同功能;其三,IONPs的磁学性质可控,随粒径的增大,IONPs将发生从顺磁性到超顺磁性再到铁磁性的转变;其四,根据磁学特性的不同,IONPs可在磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）中作为T1或T2造影剂,或是在交变磁场（alternating magnetic field,AMF）中产生高温,实现药物的可控释放和磁热治疗。因此,基于IONPs的纳米诊疗体系在肿瘤的成像、诊断及治疗方面具有广阔的发展前景和临床转化的应用潜力。在本论文中,我们探索了关于IONPs的合成、功能化修饰及其生物医学应用中的一系列基本和关键的问题。具体而言,我们基于超顺磁性IONPs构建了诊疗一体化纳米体系,以实现对肿瘤细胞和正常细胞的分子影像学识别与区分,并在动物肿瘤模型中进行了双模态成像和基因沉默增敏的磁热-化疗联合治疗。在本论文的第一章中,我们回顾近代癌症治疗和纳米技术的发展历程,总结了近几十年来关于IONPs的合成、表面改性及功能化修饰的研究成果,并讨论了IONPs在肿瘤成像、诊断与治疗应用研究领域的最新进展情况,最后我们对基于IONPs多功能纳米体系的肿瘤诊疗一体化应用进行了展望。在第二章中,我们搭建了用于实施高温分解法合成IONPs的可编程线性升温反应系统,并成功地合成了多种形貌规则、分散性好且具有高饱和磁化强度的超顺磁性IONPs。随后,我们对所合成的油相IONPs进行表面改性,使其在水相中具有良好的分散性和稳定性。在第三章中,我们首先针对肿瘤细胞高表达的HSP90αmRNA,设计了发卡状分子信标（HSP90α-MB）。随后我们基于11 nm立方体铁氧化物纳米粒子（iron oxide nanocubes,IONCs）,构建了基因递送纳米载体IONC-PAMAM-P123（IPP）,并装载HSP90α-MB,以得到IPP/MB纳米信标。在活细胞中,IPP/MB可实时检测HSP90αmRNA的表达水平,从而区分肿瘤细胞与正常细胞,并促进核酸酶对目标mRNA的降解。最后我们探究了IPP/MB纳米信标在动物肿瘤模型中的T2加权MRI造影能力。在第四章中,我们以15 nm八面体掺锌铁氧化物纳米粒子（zinc-doped iron oxide nano-octahedrons,ZIONOs）为磁性内核,构建了具有肿瘤细胞靶向性的纳米诊疗体系ZIPP-Apt:DOX/siHSPs。随后,我们对所构建的磁性纳米体系进行近红外荧光（near-infrared fluorescence,NIR）染料Cy5.5修饰,并在动物肿瘤模型中验证了其NIR/MRI双模态成像能力。最后,我们在细胞和动物水平上探究了ZIPP-Apt:DOX/siHSPs纳米诊疗体系介导的基因沉默增敏磁热-化疗联合治疗对肿瘤的抑制效果。结果表明,ZIPP-Apt:DOX/siHSPs在AMF的作用下能有效促进肿瘤细胞的凋亡和坏死,对肿瘤的生长具有显着的抑制效果,而且对血液和主要器官没有明显的毒副作用。综上所述,本论文基于IONPs构建的多功能纳米诊疗体系,不仅在细胞水平上能对肿瘤相关mRNA进行原位检测和调控,而且在动物肿瘤模型中可实现靶向多模态成像和基因沉默增敏的磁热-化疗联合治疗。这为磁性纳米诊疗体系的生物医学应用和临床转化开辟了新的道路。
韩英杰[7]（2020）在《基于DNA计算模型的计算树逻辑模型检测算法研究》文中认为计算树逻辑（Computation Tree Logic,CTL）模型检测是形式化方法研究的热点,是保证系统正确性的重要手段之一。DNA计算是以DNA分子和生物酶为材料,以生化操作为计算手段的一种生物计算模式。开展CTL模型检测的DNA计算方法研究,不仅可以利用DNA分子的超高存储容量和DNA计算的强大并行优势解决模型检测状态空间爆炸问题,而且对推动DNA计算机的研发和应用具有重要意义。自图灵奖获得者Emerson教授提出“DNA模型检测”问题以来,针对CTL模型检测问题,非自治、自治和细胞内算法仍没有解决,现有算法存在不能提供反例、不能检测带过去算子的CTL公式（CTLP）、因使用核酸酶导致的鲁棒性弱以及反应材料不可复用等问题。针对上述问题,本文深入研究了基于非自治、自治和细胞内DNA计算模型的CTL模型检测算法,完成的主要工作和创新点如下:1)提出了基于非自治DNA计算模型的CTL模型检测算法——AM-CTLMC。设计了待检测系统模型的编码方案,构建了系统模型运行路径的生成算法,给出了CTL基本公式、一般公式和CTLP公式的模型检测算法,仿真实验结果验证了算法的正确性。AM-CTLMC解决了现有算法在系统模型不满足CTL公式时不能提供反例的问题,同时,能够对现有算法无法检测的CTL一般公式和CTLP公式实施检测,提升了检测能力,算法执行过程中不使用核酸酶,提升了鲁棒性,保证了反应材料的可复用性。2)提出了基于自治DNA计算模型的CTL模型检测算法——基于分子信标的算法（MB-CTLMC）和基于长度-编码自动机的算法（LEA-CTLMC）。给出了待检测系统模型的DNA编码方案,分别构建了CTL基本公式的分子信标和长度-编码自动机的编码方案,设计了系统模型运行路径与CTL基本公式的分子自组装环境,给出了基于分子信标和长度-编码自动机的CTL模型检测自组装算法,仿真实验和生物实验结果验证了算法的正确性。CTL模型检测的分子自组装算法解决了现有算法鲁棒性弱和反应材料不可复用的问题,同时,由于可编程性和通用性,LEA-CTLMC在实现时序逻辑模型检测方面具有可扩展性。3)提出了基于细胞内DNA计算模型的CTL模型检测算法——IN VIVO-CTLMC。设计了系统模型运行路径的信使核糖核酸分子编码方案,构建了CTL基本公式有限状态自动机的转运核糖核酸分子编码方案,给出了CTL基本公式的模型检测算法,通过将路径的信使核糖核酸分子和CTL公式的转运核糖核酸分子插入到质粒,再将质粒转染到大肠杆菌细胞中,利用大肠杆菌活体细胞内自治的蛋白质合成机制实现了模型检测,并对算法的正确性进行了证明。该算法解决了目前缺乏细胞内CTL模型检测算法的问题,为基因疾病的早期诊断及分子层面的治疗探索了动态、智能、精确的方法。4)提出了基于机器学习的DNA分子杂交有效性分析方法,解决了生物仿真平台分析DNA分子杂交有效性效率低的问题。构建了DNA分子杂交有效性分析数据集,经初步实验选定了梯度提升树、逻辑回归、支持向量机和随机森林四种机器学习算法,采用数据集训练并生成了四种分类器,综合性能指标选出最佳的分类器——基于梯度提升树的分类器。与生物仿真平台的对比实验结果表明,基于梯度提升树分类器方法的F1值比生物仿真平台的F1值下降了0.1,但分析效率提升了142,013倍,且分析时间不会随参与杂交的DNA分子种类增加发生数量级的变化。该方法解决了生物仿真平台分析DNA分子杂交有效性效率低的问题,为DNA分子杂交有效性分析提供了可供选择的工具。
魏细姣[8]（2019）在《基于分子信标的DNA荧光传感器阵列的研究》文中提出荧光生物传感器具有结构简单、选择性好、灵敏度高、响应时间快等优点,被广泛用于基因诊断等生物分析检测中。而由荧光生物传感器构成的荧光传感器阵列不仅具备上述所有优点,而且有效地增强了多目标识别的可行性。与主成分分析（PCA）相结合后,荧光传感器阵列可以成为鉴别复杂分析物的有力工具。然而,在实际生物分析检测中,荧光传感器阵列也存在一些不足之处,如荧光探针具有较高的背景噪声、合成复杂和稳定性不高等。本论文利用协同支点介导DNA链置换反应的成本低、稳定性高等特性,将其作为一种新型的信号转换开关,应用于荧光生物传感器的设计,希望帮助解决荧光生物传感器在生化分析领域的一些问题。该协同支点通过两条相邻寡核苷酸链之间的碱基堆积作用来提供附加稳定性,从而实现了DNA链置换反应。通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳实验以及荧光光谱检测验证了该策略的可行性。此外,由于分子信标具有灵敏度高和特异性好等优点,本论文将利用分子信标的这些优点构建荧光生物传感器阵列,并用于碱基错配中的研究。具体工作内容如下:（1）本章研究工作利用“协同支点介导DNA链置换反应机理”,构建了一种基于别构DNA分子信标的荧光传感器阵列1,用于识别单碱基错配和完全匹配的9组目标DNA。其原理是基于分子信标环部与目标物之间发生的DNA杂交反应。通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、实时荧光监测以及荧光光谱检测实验,结合主成分分析（PCA）技术,验证了我们所设计的荧光传感器阵列具有通用性,且能够高灵敏地识别各组单碱基错配的目标DNA。该方法的响应范围为10-100nM,有望用于临床诊断中与DNA相关的疾病的诊断。（2）基于“协同支点介导DNA链置换反应机理”,我们设计并构建了基于别构DNA分子信标的荧光传感器阵列2。其原理是基于分子信标能够和与其环部互补的短链DNA之间发生DNA杂交反应,形成DNA双链杂交体,而目标物的存在容易产生支点交换,发生链置换反应,将分子信标链从DNA双链中置换出来。荧光传感器阵列2可实现对不同位点错配的相似度较高的4组目标miRNA的检测。该方法的响应范围为10-200 nM,能够应用于复杂环境中对各组目标miRNA进行鉴别。（3）基于别构DNA分子信标荧光传感器阵列3的构建,其与目标的错配类型为簇错配且错配位点均位于支点上,因此在设计不同的荧光生物传感器时可以采用同一分子信标链。该阵列不仅可用于直观的检测和区分6组高度相似的支点错配的耐药基因（YMDD、YIDD、YVDD、YSDD、YLDD、YADD）,而且在定量检测以及鉴别两种不同量的目标物方面也具有很好的应用价值。进一步的研究表明,该阵列法适用于复杂体系中,在干扰物质鱼精DNA的存在下也具有较高的灵敏度和良好的抗干扰能力。有望于为复杂体系中检测和鉴别高度相似的目标物提供一种简便、快速的方法,在临床诊断等方面具有较大的应用价值。
陈玉华[9]（2016）在《基于分子信标的DNA计算模型研究》文中研究说明1994年,Adleman用DNA分子解决了七节点的有向Hamilton路径问题,成功打开了DNA计算研究领域之门。DNA计算机因具有大存储空间、高并行性和低耗能等特征而成为了科学界的研究新宠。自DNA计算出现以来,其无论是在模型的设计上还是在硬件的实现上都有了重大的进展和非凡的成果,这些进展和成果为进一步研究和发展DNA计算提供了很大的帮助。分子信标是一种寡聚核苷酸探针,它的形状类似于“发夹”,拥有结构简单、高灵敏度以及高特异性等特点。分子信标最初用于测量溶液中的靶标数量,后经人们的研究与发展,分子信标已成为分子生物学、数学等研究领域的一种重要研究工具。殷志祥最先提出了利用分子信标的特殊结构来求解组合优化问题,本文借鉴殷志祥的求解思路,以分子信标作为DNA计算的载体,做了如下研究,并通过解决一些实际问题来检验其效果。首先,根据分子信标的结构特点,将分子信标与粘贴模型相结合,把分子信标作为粘贴模型中的粘贴链,生成分子信标粘贴模型。该模型与普通的分子信标模型相比的优势在于不需要生物酶的参与也不需要DNA链的延长；与普通的粘贴模型相比的优势在于在实际操作中不需再添加荧光探针来检测DNA链的反映结果。本文将分子信标粘贴模型应用于求解可满足性问题中,并给出具体实例验证。其次,根据分子信标的结构特点及微流控芯片技术的优势,将分子信标与微流控芯片技术相结合,在微流控芯片上实现分子信标的计算,建立一种新型分子信标模型。该模型弥补了分子信标在溶液和固体表面的不易操作、误差大等缺点,为深入研究分子信标提供了更有力的帮助。本文将基于微流控芯片的分子信标模型应用于求解0-1整数规划问题中,并给出具体实例验证。最后,将分子信标、粘贴模型及微流控芯片技术三者相联结,构建基于微流控芯片的分子信标粘贴模型。该模型弥补了传统模型的操作较复杂、反应较慢及误差较大等不足,而且可以应用于更加复杂的实际问题。
沙莎[10]（2016）在《分子信标检测模型在若干图论问题中的应用》文中研究说明上个世纪90年代中期,Adleman开创性的利用DNA分子求解了七个顶点的有向赋权图的Hamilton路径问题,开启了DNA计算的篇章。DNA计算是利用限定条件对运算结果进行删选的一种可控的生化反应。相比传统电子计算机,DNA计算具有海量的数据资源、存储空间大与可高度并行的运算能力等优点,弥补了传统计算机存储与运算速度方面的不足。分子信标（molecularbeacons,MBS）是一种特异性检测DNA和RNA靶向序列的发夹型核酸探针,由Tyagi和Krammer于1996年在实验室首次建立的,最初用于在液相中定量测定靶标的量。由于分子信标具有操作简单、灵敏度高、特异性强、可对核酸进行实时定量测定、甚至可以用于活体分析等特点,近十年来,在化学、生物和医学等领域都有广泛的应用和发展。图论可以将现实生活中许多问题用数学抽象形式来描述,可以为任意包含二元关系的系统提供数学模型。伴随着数学、计算机科学与生物科学的发展,图论这一经典学科已经在许多领域得到应用和发展,如物理学、计算机技术、通信科学、建筑学、经济学和心理学等。本文在DNA计算的基础上,首先,介绍了分子信标的设计、工作原理及其应用；然后,利用分子信标中荧光分子-猝灭分子对选择的不同可构成多色分子信标的原理,给出求解Hamilton圈这-NP-完全问题的算法；其次,介绍了基于分子信标检测技术的最大匹配问题,通过编码分子信标环部可特异性检测图的特定边,并通过检测到荧光不再加强来判定反应完全；最后,通过引入探针机这一数学模型,求解了TSP问题。
二、基于分子信标的DNA计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于分子信标的DNA计算（论文提纲范文）
（1）DNA折纸术在求解0-1整数规划问题中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 DNA计算的研究现状 |
| 1.2 DNA计算的流程 |
| 1.3 DNA计算中常见的生物技术 |
| 1.3.1 DNA折纸术 |
| 1.3.2 分子信标 |
| 1.3.3 杂交链式反应 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 常见的DNA计算模型 |
| 2.1 DNA折纸术计算模型 |
| 2.1.1 DNA四面体探针 |
| 2.1.2 DNA折纸基底 |
| 2.1.3 DNA步行者 |
| 2.2 DNA自组装计算模型 |
| 2.2.1 四臂结自组装计算模型 |
| 2.2.2 DX Tile自组装计算模型 |
| 2.2.3 DNA链置换计算模型 |
| 3 基于DNA折纸术的0-1整数规划问题的计算模型 |
| 3.1 0-1整数规划问题 |
| 3.1.1 0-1整数规划问题的概念 |
| 3.1.2 0-1整数规划问题的模型 |
| 3.2 0-1整数规划问题的DNA四面体步行者计算模型 |
| 3.2.1 0-1整数规划问题的基本算法 |
| 3.2.2 基于0-1整数规划问题的DNA四面体步行者计算模型 |
| 3.2.3 复杂度分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 基于DNA四面体探针的0-1整数规划问题 |
| 3.3.1 基于DNA四面体探针的0-1整数规划问题的生物算法 |
| 3.3.2 案例分析 |
| 3.3.3 复杂度分析 |
| 3.3.4 小结 |
| 4 DNA折纸术在0-1背包问题中的应用 |
| 4.1 0-1背包问题 |
| 4.2 DNA折纸术在0-1背包问题中的应用 |
| 4.2.1 模型的组成部分 |
| 4.2.2 求解0-1背包问题 |
| 4.2.3 模型仿真 |
| 4.3 小结 |
| 5 基于链置换和DNA折纸术的可满足性问题的计算模型 |
| 5.1 可满足性问题 |
| 5.2 生物步骤 |
| 5.3 基于链置换和DNA折纸术的可满足性问题的计算模型 |
| 5.3.1 模型组成 |
| 5.3.2 模型求解 |
| 5.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（2）PNKP酶抑制剂的虚拟筛选及酶活性检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 癌症与DNA损伤修复 |
| 1.2 多聚核苷酸激酶磷酸酶(PNKP)的结构与功能 |
| 1.3 计算机辅助药物设计的研究机理 |
| 1.4 立题依据及研究意义 |
| 第二章 PNKP抑制剂的虚拟筛选 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 实验耗材和仪器 |
| 2.2.2 实验试剂 |
| 2.2.3 化合物 |
| 2.2.4 细胞株 |
| 2.3 PNKP抑制剂的虚拟筛选 |
| 2.3.1 PNKP蛋白晶体结构准备 |
| 2.3.2 同源模建 |
| 2.3.3 分子动力学模拟和结构优化 |
| 2.3.4 基于分子对接的虚拟筛选 |
| 2.3.5 结合自由能计算 |
| 2.4 生物学活性实验方法 |
| 2.4.1 培养基及相关试剂的配制 |
| 2.4.2 抑制剂药品配制 |
| 2.4.3 MTT法检测抑制剂对肿瘤细胞的抑制作用 |
| 2.5 实验结果 |
| 2.5.1 人源PNKP蛋白晶体结构的建立 |
| 2.5.2 基于分子对接的虚拟筛选 |
| 2.5.3 BDBM17915 与 PNKP 结合的机制分析 |
| 2.5.4 PNKP抑制剂有效抑制多种肿瘤细胞增殖 |
| 2.6 结论 |
| 第三章 PNKP的活性评价 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 实验室耗材和仪器 |
| 3.2.2 实验试剂 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 PNKP酶活性检测的实验原理 |
| 3.3.2 PNKP酶活性检测的实验方法 |
| 3.3.3 温度、反应体系中的金属离子及p H的优化 |
| 3.3.4 ATP和酶浓度的优化 |
| 3.3.5 PNKP抑制剂对PNKP酶的抑制 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.4.1 检测方法的建立 |
| 3.4.2 分子信标结构改造 |
| 3.4.3 反应体系组成的优化 |
| 3.4.4 分子信标长度对荧光的影响 |
| 3.4.5 荧光-淬灭基团的选择 |
| 3.5 结论 |
| 主要结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的文章 |
（3）基于DNA/微纳材料的光学逻辑器件的开发及其在生物传感领域的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 DNA及其特殊结构 |
| 1.1.1 DNA分子信标 |
| 1.1.2 DNA四链体 |
| 1.1.3 DNA i-motif结构 |
| 1.1.4 DNA纳米结构 |
| 1.2 DNA逻辑运算 |
| 1.2.1 DNA逻辑门的工作原理及其分类 |
| 1.2.2 逻辑运算的发展及其应用研究 |
| 1.3 纳米材料 |
| 1.3.1 碳纳米材料 |
| 1.3.2 金属纳米材料 |
| 1.3.3 氧化物纳米材料 |
| 1.4 生物传感器 |
| 1.4.1 生物传感器的组成和工作原理 |
| 1.4.2 生物传感器的发展及其应用研究 |
| 1.5 逻辑运算在生物传感中的应用 |
| 1.6 论文的研究内容和章节安排 |
| 第2章 DNA逻辑运算的反应机理及其检测方法 |
| 2.1 DNA逻辑运算的反应机理 |
| 2.1.1 DNA杂交反应 |
| 2.1.2 Toehold介导的链置换反应 |
| 2.2 DNA逻辑运算的检测方法 |
| 2.2.1 荧光法 |
| 2.2.2 电化学分析法 |
| 2.2.3 表面增强拉曼散射检测法 |
| 2.2.4 比色法 |
| 2.2.5 凝胶电泳法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于DNA编码的数字比较系统的构建及其在多通道生物检测方面的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 逻辑比较系统的构建 |
| 3.2.2 DNA输入序列的浓度优化实验 |
| 3.2.3 凝胶电泳成像实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 “2 输入-3 输出”荧光比较器的制备与分析 |
| 3.3.2 “3 输入-3 输出”荧光比较器的制备与分析 |
| 3.3.3 “4 输入-3 输出”比较器的制备与分析 |
| 3.3.4 基于“2 输入-3 输出”的生物传感 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于DNA/GO的大规模数学逻辑运算体系的构建 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 氧化石墨烯(GO)的制备及表征 |
| 4.2.2 构建基于DNA/GO的逻辑系统 |
| 4.2.3 GO和输入DNA序列的浓度优化实验 |
| 4.2.4 凝胶电泳实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基于DNA/氧化石墨烯构建的开平方数学计算器 |
| 4.3.2 基于DNA/氧化石墨烯构建的开立方数学计算器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要工作总结 |
| 5.2 论文的创新点 |
| 5.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）荧光银纳米簇类分子信标探针检测核酸（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 分子信标 |
| 1.1.1 分子信标概述 |
| 1.1.2 分子信标的应用 |
| 1.2 类分子信标 |
| 1.2.1 类分子信标简介 |
| 1.2.2 类分子信标应用 |
| 1.3 金属纳米簇 |
| 1.3.1 金属纳米簇简介 |
| 1.3.2 金纳米簇制备及应用 |
| 1.3.3 铜纳米簇制备及应用 |
| 1.3.4 银纳米簇制备及应用 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 第2章 银纳米簇荧光探针的制备与探究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 试剂与仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 荧光银纳米簇的制备 |
| 2.3.2 检测目标DNA浓度的对照实验 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 荧光银纳米簇分子信标检测核酸序列 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 荧光银纳米簇的制备 |
| 3.3.2 检测目标DNA浓度的对照实验 |
| 3.3.3 实验条件的优化 |
| 3.3.4 目标DNA浓度的检测 |
| 3.3.5 探针选择性 |
| 3.3.6 实际样品的检测 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 探针检测目标DNA的机理 |
| 3.4.2 检测目标DNA浓度的对照实验 |
| 3.4.3 实验条件的优化 |
| 3.4.4 目标DNA浓度的检测 |
| 3.4.5 选择性 |
| 3.4.6 加标回收实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 荧光银纳米簇类分子信标检测核酸序列 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 荧光银纳米簇的制备 |
| 4.3.2 检测目标DNA浓度的对照实验 |
| 4.3.3 实验条件的优化 |
| 4.3.4 目标DNA浓度的检测 |
| 4.3.5 探针选择性 |
| 4.3.6 实际样品的检测 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 检测系统的机理 |
| 4.4.2 检测目标DNA浓度的对照实验 |
| 4.4.3 实验条件的优化 |
| 4.4.4 目标DNA浓度的检测 |
| 4.4.5 探针的选择性 |
| 4.4.6 加标回收实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（5）DNA模板纳米铜分子信标的构建及生化传感应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 分子信标概述 |
| 1.1.1 经典分子信标 |
| 1.1.2 纳米分子信标 |
| 1.2 DNA模板纳米铜简介 |
| 1.3 DNA模板纳米铜的应用 |
| 1.3.1 核酸检测 |
| 1.3.2 蛋白质检测 |
| 1.3.3 生物小分子检测 |
| 1.3.4 金属离子检测 |
| 1.4 立题思想 |
| 2 基于DNA模板纳米铜原位生成的纳米分子信标构建及核酸检测应用 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂及仪器 |
| 2.2.2 DNA纳米铜的制备 |
| 2.2.3 核酸检测 |
| 2.2.4 荧光检测步骤及方法 |
| 2.2.5 琼脂糖凝胶电泳分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 纳米信标的设计 |
| 2.3.2 纳米信标构建的可行性 |
| 2.3.3 核酸检测条件优化 |
| 2.3.4 核酸检测性能分析 |
| 2.4 结论 |
| 3 基于DNA模板纳米铜分子信标的非核酸目标物适配体传感 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂及仪器 |
| 3.2.2 纳米铜的制备 |
| 3.2.3 检测条件优化 |
| 3.2.4 凝血酶检测 |
| 3.2.5 ATP检测 |
| 3.2.6 荧光检测步骤及方法 |
| 3.2.7 血清样品分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 分子信标的设计及可行性 |
| 3.3.2 检测条件优化 |
| 3.3.3 检测的灵敏度考察 |
| 3.3.4 选择性分析 |
| 3.3.5 血清样品分析 |
| 3.4 结论 |
| 4 基于DNA模板纳米铜分子信标和酶切循环信号放大的汞离子高灵敏检测 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂及仪器 |
| 4.2.2 纳米铜的制备 |
| 4.2.3 基于酶辅助等温循环信号放大的检测 |
| 4.2.4 荧光检测步骤及方法 |
| 4.2.5 选择性的评价 |
| 4.2.6 实际水样中汞离子的检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基于纳米信标和酶切等温循环信号放大的Hg~(2+)检测可行性 |
| 4.3.2 检测条件优化 |
| 4.3.3 高灵敏检测性能 |
| 4.3.4 选择性评价 |
| 4.3.5 实际水样分析 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 附录:硕士研究生期间发表的成果目录 |
| 致谢 |
（6）新型功能化磁性纳米体系用于肿瘤成像与联合治疗的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.1.1 胜利的曙光 |
| 1.1.2 费曼的愿景 |
| 1.2 铁氧化物纳米粒子 |
| 1.2.1 铁氧化物纳米粒子的合成 |
| 1.2.2 铁氧化物纳米粒子的生物相容性 |
| 1.2.3 铁氧化物纳米粒子的靶向性 |
| 1.3 铁氧化物纳米粒子在肿瘤成像与癌症诊断方面的应用 |
| 1.3.1 铁氧化物纳米粒子在磁共振成像方面的应用 |
| 1.3.2 铁氧化物纳米粒子在荧光成像方面的应用 |
| 1.3.3 铁氧化物磁性纳米粒子在其他成像方面的应用 |
| 1.3.4 铁氧化物纳米粒子在生物分离及分子诊断方面的应用 |
| 1.4 铁氧化物纳米粒子在肿瘤治疗方面的应用 |
| 1.4.1 铁氧化物纳米粒子在肿瘤化疗中的应用 |
| 1.4.2 铁氧化物纳米粒子在肿瘤磁热治疗中的应用 |
| 1.4.3 铁氧化物纳米粒子在肿瘤基因治疗中的应用 |
| 1.4.4 铁氧化物纳米粒子在肿瘤多疗法联合治疗中的应用 |
| 1.5 基于铁氧化物纳米粒子的全套纳米诊疗平台 |
| 1.6 本论文的研究意义和内容 |
| 第二章 可编程线性升温反应系统用于磁性纳米粒子的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 主要实验仪器 |
| 2.2.3 控温模块所需元件 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 可编程线性升温反应系统的设计 |
| 2.3.2 球形铁氧化物纳米粒子的制备 |
| 2.3.3 立方体铁氧化物纳米粒子的制备 |
| 2.3.4 八面体掺锌铁氧化物纳米粒子的制备 |
| 2.3.5 磁性纳米粒子的分离与纯化实验 |
| 2.3.6 磁性纳米粒子的相转移实验 |
| 2.4 实验结果与讨论 |
| 2.4.1 磁性纳米粒子形貌和粒径的表征 |
| 2.4.2 磁性纳米粒子的磁学性能和晶体结构分析 |
| 2.4.3 八面体掺锌铁氧化物纳米粒子的元素组成分析 |
| 2.4.4 磁性纳米粒子形貌、粒径及磁学性能的影响因素 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 立方体铁氧化物纳米信标用于HSP90α的检测与调控以及磁共振成像 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 细胞实验及动物实验材料 |
| 3.2.2 核酸序列 |
| 3.2.3 主要实验仪器 |
| 3.2.4 主要实验试剂 |
| 3.2.5 主要溶液的配制 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 HSP90α mRNA特异性分子信标HSP90α-MB的设计 |
| 3.3.2 HSP90α-MB在体外对目标核酸序列的检测 |
| 3.3.3 IPP纳米载体的制备 |
| 3.3.4 IPP纳米载体的磁共振成像造影实验 |
| 3.3.5 IPP/MB纳米信标的制备及基因保护实验 |
| 3.3.6 细胞培养 |
| 3.3.7 IPP/MB纳米信标的细胞毒性实验 |
| 3.3.8 正常细胞与肿瘤细胞对IPP/MB纳米信标的摄取实验 |
| 3.3.9 细胞中HSP90α mRNA水平的qRT-PCR检测 |
| 3.3.10 IPP/MB纳米信标对活细胞中HSP90α mRNA水平的检测实验 |
| 3.3.11 肿瘤细胞中HSP90α表达水平的检测 |
| 3.3.12 IPP/MB纳米信标在体内的T_2增强磁共振成像实验 |
| 3.3.13 IPP/MB纳米信标的急性全身毒性和血液相容性实验 |
| 3.3.14 统计分析 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 HSP90α-MB对目标序列的结合特异性和灵敏度分析 |
| 3.4.2 IPP纳米载体形貌、粒径及理化性质的表征 |
| 3.4.3 IPP纳米载体磁共振成像弛豫效能的分析 |
| 3.4.4 IPP对 HSP90α-MB的吸附和保护作用 |
| 3.4.5 IPP/MB纳米信标的体外生物安全性分析 |
| 3.4.6 IPP/MB纳米信标对正常细胞与肿瘤细胞的区分作用 |
| 3.4.7 IPP/MB纳米信标对肿瘤细胞HSP90α的抑制作用 |
| 3.4.8 IPP/MB纳米信标对肿瘤的T_2增强磁共振成像研究 |
| 3.4.9 IPP/MB纳米信标在动物体内的生物安全性评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 八面体磁性纳米诊疗体系用于双模态成像及磁热-化疗联合增敏治疗 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 细胞实验及动物实验材料 |
| 4.2.2 核酸序列 |
| 4.2.3 主要实验仪器 |
| 4.2.4 主要实验试剂 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 ZIPP纳米载体的制备 |
| 4.3.2 ZIPP纳米载体的磁共振成像造影实验 |
| 4.3.3 ZIPP纳米载体的磁热升温效率测量实验 |
| 4.3.4 ZIPP纳米载体修饰靶向核酸适配体 |
| 4.3.5 ZIPP-Apt与不同荧光分子(FAM/FITC/Cy5.5)的连接 |
| 4.3.6 ZIPP-Apt和ZIPP-CRO的细胞摄取实验 |
| 4.3.7 ZIPP(FITC)-Apt的亚细胞定位实验 |
| 4.3.8 ZIPP-Apt的细胞毒性实验 |
| 4.3.9 ZIPP-Apt:DOX的制备 |
| 4.3.10 ZIPP-Apt:DOX的DOX释放实验 |
| 4.3.11 ZIPP-Apt/siRNA的制备 |
| 4.3.12 ZIPP-Apt:DOX/siHSPs对细胞的磁热-化疗联合增敏治疗 |
| 4.3.13 ZIPP-Apt/siHSPs对HSP70和HSP90的沉默实验 |
| 4.3.14 ZIPP(Cy5.5)-Apt对肿瘤的靶向双模态成像实验 |
| 4.3.15 ZIPP-Apt:DOX/siHSPs对肿瘤的磁热-化疗联合增敏治疗 |
| 4.3.16 ZIPP-Apt纳米体系的全身毒性和血液相容性实验 |
| 4.3.17 统计分析 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.4.1 ZIPP纳米载体粒径和表面电位的表征 |
| 4.4.2 ZIPP纳米载体磁共振成像弛豫效能的分析 |
| 4.4.3 ZIPP纳米载体磁热转化的比损耗功率分析 |
| 4.4.4 ZIPP的Apt修饰及光谱学表征结果 |
| 4.4.5 Apt修饰对肿瘤细胞摄取ZIPP的促进作用 |
| 4.4.6 ZIPP-Apt的体外生物安全性分析 |
| 4.4.7 ZIPP-Apt:DOX的包封率、载药率及响应性释放结果 |
| 4.4.8 ZIPP-Apt装载siRNA的质量比分析 |
| 4.4.9 ZIPP-Apt/siHSPs在体外的基因沉默效果 |
| 4.4.10 ZIPP-Apt:DOX/siHSPs对细胞磁热-化疗联合增敏治疗的分析 |
| 4.4.11 ZIPP-Apt对肿瘤的靶向双模态成像效果分析 |
| 4.4.12 ZIPP-Apt:DOX/siHsps对肿瘤磁热-化疗联合增敏治疗的疗效 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结及展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（7）基于DNA计算模型的计算树逻辑模型检测算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 DNA计算 |
| 1.2.2 CTL模型检测 |
| 1.2.3 基于DNA计算模型的CTL模型检测算法 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 组织结构 |
| 2 相关知识 |
| 2.1 DNA计算及DNA模型 |
| 2.1.1 DNA组成和DNA计算的本质 |
| 2.1.2 DNA计算的基本思想和主要特点 |
| 2.1.3 DNA计算模型 |
| 2.1.4 细胞内计算 |
| 2.1.5 生物仿真平台 |
| 2.2 CTL模型检测 |
| 2.2.1 CTL的语法和语义 |
| 2.2.2 CTL模型检测的基本原理 |
| 2.2.3 CTL模型检测算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于非自治DNA计算模型的CTL模型检测算法 |
| 3.1 Adleman模型 |
| 3.2 基于Adleman模型的CTL模型检测算法 |
| 3.2.1 系统模型编码及运行路径的生成算法 |
| 3.2.2 CTL基本公式的模型检测算法 |
| 3.2.3 CTL一般公式的模型检测算法 |
| 3.2.4 系统模型编码及逆运行路径的生成算法 |
| 3.2.5 CTLP公式的模型检测算法 |
| 3.3 时间复杂度分析 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.4.1 编码及有效性分析 |
| 3.4.2 杂交验证 |
| 3.5 对比分析与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于自治DNA计算模型的CTL模型检测算法 |
| 4.1 基于分子信标的CTL模型检测算法 |
| 4.1.1 分子信标 |
| 4.1.2 算法设计 |
| 4.1.3 仿真实验及结果分析 |
| 4.2 基于长度-编码自动机的CTL模型检测算法 |
| 4.2.1 长度-编码自动机 |
| 4.2.2 算法设计 |
| 4.2.3 生物实验及结果分析 |
| 4.3 对比分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于细胞内DNA计算模型的CTL模型检测算法 |
| 5.1 细胞内的有限状态自动机模型 |
| 5.2 细胞内CTL模型检测算法 |
| 5.3 仿真模拟及证明 |
| 5.4 对比分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 CTL模型检测的DNA分子杂交有效性分析方法 |
| 6.1 NUPACK分析DNA分子杂交有效性存在的问题 |
| 6.2 基于机器学习的DNA分子杂交有效性分析方法 |
| 6.2.1 DNA分子杂交有效性分析数据集 |
| 6.2.2 采用的机器学习算法 |
| 6.2.3 方法原理 |
| 6.3 实验及结果分析 |
| 6.3.1 实验目的与平台 |
| 6.3.2 实验过程 |
| 6.3.3 评价指标 |
| 6.3.4 实验结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在校期间发表的学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（8）基于分子信标的DNA荧光传感器阵列的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 分子信标 |
| 1.1.1 分子信标的结构和基本原理 |
| 1.1.2 新型分子信标的设计 |
| 1.1.3 分子信标在生物分析中的应用 |
| 1.2 光学传感器阵列 |
| 1.2.1 荧光传感器阵列 |
| 1.2.2 比色传感器阵列 |
| 1.2.3 多通道光学传感器阵列 |
| 1.3 选题思路以及研究内容 |
| 第2章 基于分子信标的DNA荧光传感器阵列在DNA测定中的研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器与试剂 |
| 2.2.2 荧光测量 |
| 2.2.3 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 2.3 结论与讨论 |
| 2.3.1 实验原理 |
| 2.3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳验证机理 |
| 2.3.3 荧光检测验证实验机理 |
| 2.3.4 荧光传感器阵列的优化选择 |
| 2.3.5 荧光传感器阵列1 用于区分两种不同比例的目标DNA |
| 2.3.6 荧光传感器阵列1 用于定量检测目标DNA |
| 2.3.7 荧光传感器阵列1 用于复杂生物样品中检测目标DNA |
| 2.3.8 荧光传感器阵列1 用于区分多种混合目标DNA |
| 2.4 结论 |
| 第3章 基于分子信标的DNA荧光传感器阵列在miRNA测定中的研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器与试剂 |
| 3.2.2 荧光测量 |
| 3.2.3 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 3.3 结论与讨论 |
| 3.3.1 实验原理 |
| 3.3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳验证机理 |
| 3.3.3 荧光检测验证实验机理 |
| 3.3.4 荧光传感器阵列2 用于区分多种混合目标RNA |
| 3.3.5 荧光传感器阵列2 用于定量检测目标RNA |
| 3.3.6 荧光传感器阵列2 用于复杂生物样品中检测目标RNA |
| 3.4 结论 |
| 第4章 基于分子信标的DNA荧光传感器阵列在耐药基因测定中的研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器与试剂 |
| 4.2.2 荧光测量 |
| 4.2.3 非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 实验原理 |
| 4.3.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳验证机理 |
| 4.3.3 荧光检测验证实验机理 |
| 4.3.4 荧光传感器阵列3 用于定量检测目标DNA |
| 4.3.5 荧光传感器阵列3 用于区分两种不同比例的目标DNA |
| 4.3.6 荧光传感器阵列3 用于复杂生物样品中检测目标DNA |
| 4.4 结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历及在校期间发表的论文 |
（9）基于分子信标的DNA计算模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 DNA计算的研究背景 |
| 1.2 DNA计算的原理 |
| 1.3 DNA计算的实现方式 |
| 1.4 DNA计算的研究现状 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 1.6 本文的创新之处 |
| 2 相关知识 |
| 2.1 分子信标 |
| 2.1.1 分子信标的结构 |
| 2.1.2 分子信标的作用原理 |
| 2.1.3 分子信标的影响因素 |
| 2.1.4 分子信标的类别 |
| 2.1.5 分子信标的应用 |
| 2.2 粘贴模型 |
| 2.2.1 粘贴模型的编码 |
| 2.2.2 粘贴模型的生物操作 |
| 2.3 微流控芯片技术 |
| 2.3.1 微流控芯片的优势 |
| 2.3.2 微流控芯片的分类 |
| 3 基于分子信标的粘贴模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型的构建 |
| 3.3 模型的应用 |
| 3.3.1 可满足性问题 |
| 3.3.2 可满足性问题的DNA算法步骤 |
| 3.3.3 实例分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于微流控芯片的分子信标模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型的建立 |
| 4.3 模型的应用 |
| 4.3.1 0-1 整数规划问题 |
| 4.3.2 生物操作步骤 |
| 4.3.3 实例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于微流控芯片的分子信标粘贴模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型的建立 |
| 5.3 模型的应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（10）分子信标检测模型在若干图论问题中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 预备知识 |
| 1.2.1 DNA计算的产生背景及研究现状 |
| 1.2.2 DNA的分子结构及计算原理 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 分子信标技术的介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 分子信标的设计及其工作原理 |
| 2.2.1 分子信标的设计 |
| 2.2.2 分子信标的工作原理 |
| 2.3 分子信标技术的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 分子信标检测模型在Hamilton圈问题中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 Hamilton圈问题的分子信标检测模型 |
| 3.3.1 算法设计 |
| 3.3.2 模型实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 分子信标检测模型在最大匹配问题中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 最大匹配问题的分子信标检测模型 |
| 4.3.1 算法设计 |
| 4.3.2 生物操作 |
| 4.3.3 实例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 探针机求解TSP问题 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探针机定义 |
| 5.3 实例分析 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 探针机模型求解旅行商问题 |
| 5.4 分子信标技术与探针机的结合 |
| 5.4.1 纳米硅 |
| 5.4.2 荧光波长转移型分子信标 |
| 5.4.3 基本思想 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
四、基于分子信标的DNA计算（论文参考文献）
- [1]DNA折纸术在求解0-1整数规划问题中的应用[D]. 杨新木. 安徽理工大学, 2021(02)
- [2]PNKP酶抑制剂的虚拟筛选及酶活性检测方法研究[D]. 张颢儿. 江南大学, 2021(01)
- [3]基于DNA/微纳材料的光学逻辑器件的开发及其在生物传感领域的应用[D]. 耿红美. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [4]荧光银纳米簇类分子信标探针检测核酸[D]. 赵影. 吉林化工学院, 2021(01)
- [5]DNA模板纳米铜分子信标的构建及生化传感应用[D]. 万雨琦. 湖北师范大学, 2021(12)
- [6]新型功能化磁性纳米体系用于肿瘤成像与联合治疗的研究[D]. 陈中原. 电子科技大学, 2021(01)
- [7]基于DNA计算模型的计算树逻辑模型检测算法研究[D]. 韩英杰. 郑州大学, 2020(02)
- [8]基于分子信标的DNA荧光传感器阵列的研究[D]. 魏细姣. 湘潭大学, 2019(02)
- [9]基于分子信标的DNA计算模型研究[D]. 陈玉华. 安徽理工大学, 2016(08)
- [10]分子信标检测模型在若干图论问题中的应用[D]. 沙莎. 安徽理工大学, 2016(08)