基于DNA链置换检测技术的分子密码系统

近年来，DNA计算已成为科学家关注的前沿热点研究领域。同时，与DNA计算相关的纳米分子密码技术也逐渐得到了学者们的重视。本项目拟结合环形DNA分子纳米计算系统，利用分子链置换检测技术，设计和构建环形DNA纳米分子密码智能体系，对密码问题进行研究和探索。重点研究内容包括：（1）基于链置换检测技术的环形DNA分子计算模型的研究；（2）基于环形DNA链置换技术的密码技术研究；（3）环形DNA密码技术所涉及的相关纳米检测技术的研究。尝试与其他新型分子检测技术相结合，如高密度存储技术（DNA芯片）、DNA纳米光电技术（荧光技术）和DNA纳米颗粒技术等，扩展DNA密码技术的应用。通过实验，建立一系列规范化的检测标准体系。同时，与传统数学密码体系、新型量子密码体系相互配合使用，促进DNA密码技术的发展，使之成为非传统密码体系的基石。

近年来，DNA 计算已成为科学家关注的前沿热点研究领域。同时，与DNA 计算相关的纳米分子密码技术也逐渐得到了学者们的重视。本项目结合环形DNA 分子纳米计算系统，利用分子链置换检测技术，对环形DNA 纳米分子密码智能体系展开研究，取得了初步研究成果。.（1）构建了基于链置换检测技术的分子逻辑门计算模型，并利用其完成了简单的逻辑运算。通过输入DNA信号链，经特异性识别和链置换，自组装初始结构发生变化, 并释放特定信号分子或结构作为输出。计算模型通过DNA 自组装结构电泳迁移率的改变输出计算结果。.（2）环形DNA 密码技术所涉及的相关纳米检测技术的研究。结合DNA自组装技术、荧光技术和DNA纳米颗粒技术等，构建了一种新型DNA密码计算模型。借助DNA特异性识别区域和链置换技术，通过实施异或运算，实现一次一密的信息加密及解密。通过实验，建立了一系列规范化的检测标准体系。. 围绕该项目，研究组发表国际权威期刊学术论文3篇（Chinese Science Bulletin, Journal of Computational and Theoretical Nanoscience）；国际会议论文3篇。在国际合作方面，邀请东京大学Masami教授访问研究组，并做报告1次；同时有多人次参加国际会议。