基于DNA链置换反应的圆环形逻辑门设计

利用DNA链置换技术反应进程的可编程性和DNA链动力学特征的可预测性,基于DNA链置换反应,以圆环形DNA为基本单元,构造出与非门和或非门逻辑计算模型.该模型以单链DNA分子为输入信号,利用圆环形DNA分子包含的多个DNA识别区域和小支点区域,通过探测荧光信号精确识别其输出信号,来确保DNA分子逻辑门输出结果的正确性与广泛适用性.     

结构DNA纳米新技术的研究现状与应用

综述了结构DNA纳米技术——DNA自组装、DNA折纸术和SST自组装的研究现状,并以郑州轻工业学院校徽设计中引入DNA折纸术构建校徽DNA结构模型、利用SST自组装方法设计构造镂空结构的校徽图形为例,对结构DNA纳米技术予以评析与探讨;鉴于该技术目前主要应用于引导无机纳米粒子精确装配、装备纳米生物芯片以及与微加工技术相结合等方面,提出:纳米电子电路及器件、纳米光电子学、高灵敏度高特异性生物传感器、分子机器人、材料学和纳米医学等领域,将是结构DNA纳米技术应用未来的发展方向.     

基于DNA链置换的多位全减器逻辑运算

基于DNA链置换反应机理,通过级联反应,实现输入信号与输出信号的动态链接,进而构建多位全减器逻辑电路,将多位全减器的数字逻辑电路转化为相应的逻辑双轨电路和生化电路,用DSD软件对其进行仿真.结果表明,多位全减器正确地表达了逻辑"0"和逻辑"1"的状态,DNA链置换作为生化逻辑电路的研究方法是有效的.     

基于DNA链置换和亚分子瓦的可控4臂DNA分子瓦自组装

提出了用DNA链置换电路控制亚分子瓦(sub-tile)自组装4臂DNA分子瓦的模型,在亚分子瓦原型基础上设计了亚分子瓦的分解结构,通过修改链置换反应中"小支点"的反应速率,观察"小支点"反应速率对这种可控的DNA自组装时间响应的影响.Visual DSD仿真结果表明,通过提高控制链与其他反应链的比值及"小支点"的反应速率,可以加快DNA亚分子瓦自组装的反应速度,同时也证实了在室温下实现可控的DNA亚分子瓦自组装的可能性.     

用于痕量己烯雌酚检测的DNA折纸表面增强拉曼散射信号探针的制备

目的 制备具有表面增强拉曼散射效应的DNA折纸信号探针,应用于己烯雌酚的检测。方法 M13mp18单链DNA,适配体DNA链、Cy5信号分子标记DNA链等短链引物经两次退火,合成菱形DNA折纸。修饰了巯基DNA的金纳米粒子（Gold nanoparticles, Au NPs）通过碱基互补配对,自组装在菱形DNA折纸特定位点,构建一种DNA折纸信号探针。通过琼脂糖凝胶电泳以及原子力显微镜分析DNA折纸信号探针合成效率的影响因素,对比不同波长激光下的DNA折纸信号探针增强效应,优化实验条件,对不同浓度的己烯雌酚进行检测。结果 DNA折纸信号探针具有显著的表面增强拉曼散射效应,在785 nm激光波长下,己烯雌酚的最低检出浓度为0.05 μg/L。结论 环境雌激素严重危害人体健康,发展实时、高灵敏、快速检测技术是对其进行有效监控的重要环节。本研究制备的DNA折纸信号探针可作为表面增强拉曼光谱的基底用于己烯雌酚的痕量检测,在食品安全领域具有良好的应用潜力。     

基于纳米金标记-适配体识别的伏马菌素B_1检测新方法

基于核酸适配体识别和纳米金变色效应构建了伏马菌素B1(FB1)的可视化检测新方法。实验以纳米金为载体,首先在纳米金表面组装巯基化的适配体互补短链DNA1/FB1-适配体复合物;当加入目标物时,适配体链与目标物结合,与互补短链DNA1发生解离;此时再加入纳米金标记的与适配体互补短链1互补的短链DNA2,二者杂交可导致纳米金粒子的聚集而使溶液颜色发生变化,进而实现目标物的可视化检测。通过条件优化,有效避免了由于盐浓度过高使纳米金发生聚集所产生的误差。同时在纳米金与短链DNA孵化时加入表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),使NaCl浓度达到了500 mmol/L而纳米金颜色仍不发生改变,打破了以往熟化NaCl浓度100 mmol/L就使纳米金颜色发生变化的界限,使附着在纳米金上的DNA量扩大了3倍。方法检测线性范围为125～1 500 ng/L,检测限为125 ng/L。该方法已成功应用于啤酒中FB1的检测。     

DNA指纹图谱技术及其在甘蔗育种上的应用

随着分子标记的不断开发和利用,DNA指纹图谱技术得到了快速发展。本文简要阐述了几种常见的构建DNA指纹图谱分子标记方法的基本原理、优缺点及其在构建不同植物DNA指纹图谱中的应用,总结了构建指纹图谱的指纹代码的5种方法和在甘蔗育种中应用,并对DNA指纹图谱在甘蔗育种应用中存在问题与展望进行了简单的讨论。     

基于碱基错配的核酸分子逻辑运算研究进展

分子逻辑运算是解决电子计算机发展瓶颈的有效途径,是实现分子计算机的关键单元。核酸错配结合Hg2+和Ag+等重金属离子是功能核酸中非常经典的一类分子基础,也十分契合逻辑门多输入的需求,因此在分子逻辑运算的研究中十分重要。本文对分子逻辑运算进行概述,并以核酸错配结合重金属的原理为基础,综述了近年来基于核酸错配结合重金属的分子逻辑运算的研究进展,对荧光信号、比色信号、电化学信号和电化学发光信号等类型的逻辑运算的研究进行了分类和总结,最后对分子逻辑研究的机遇和挑战进行了展望。     

基于二维DNA分子tiler自组装求解最大团问题

针对常用算法在求解完全NP问题中最大团问题时,存在实验操作步骤过多、活体内不易操作以及环化效率不高等问题,设计了一种用二维DNA(k-臂DNA分子)结构来解决最大团问题的方法.该方法将二维DNA分子设计为分子tiler,通过二维DNA分子构建三维DNA图结构并建立计算模型,以减少解决问题所需的时间和步骤.该算法是求解最大团问题的一种可以降低复杂度的新算法,对DNA计算和DNA计算机的研究是一次有意义的实践.     

DNA分子标记技术在酵母菌鉴定中的研究进展

介绍了RFLP、RAPD、AFLP以及微卫星DNA(Micro-satellite)4种DNA分子标记技术的方法和原理,及近年来在应用国内外酵母菌鉴定中的研究进展,指出了各种技术的优缺点.     

DNA技术中的设计进展

20世纪后半叶,随着蛋白质与核酸测序技术的问世,人类所掌握的生物大分子结构与功能的信息量暴涨,并逐渐进入了理性设计序列,以达到建构生物大分子功能性三级结构的自由王国。随着21世纪的到来,得益于多学科交叉集成,DNA技术中的创新性设计智慧此起彼伏。人类成功重装了低等生命的基因组,设计基因组底盘、构建人工进化平台,推出CRISPR基因编辑术,发明DNA折纸术,精确自组装纳米级三维DNA材料。另外,可将设计学的立体构成原理与基于用户体验的设计方法应用于生物信息学数据库建设。     

DNA核酶的分类、筛选及主要应用的研究进展

DNA核酶是通过指数富集配体的系统进化技术（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX）筛选出来的具有催化活性的DNA分子。本文重点综述了DNA核酶的分类、筛选及主要应用。根据其催化作用方式，可将DNA核酶分为切割类、连接类、磷酸化类和其他类，其中切割类和连接类占的比例较大。目前DNA核酶的底物主要还是以核酸居多。DNA核酶的筛选主要是采用生物素-链霉亲和素法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法来分离有催化活性的DNA分子。目前DNA核酶在金属离子检测、基因治疗和DNA分子加密系统中都呈现出较好的应用前景。     

DNA指纹技术在食品掺假鉴定中的应用

食品掺假欺诈行为长久以来一直是普遍问题,开发食品的真伪鉴定技术也是食品安全领域的重点之一。其中DNA指纹技术在食品真伪鉴定中有广泛的应用。本文就当前常用的DNA指纹分析手段在食品真伪、掺假鉴定中的应用进行综述,并阐述了技术不足及应用展望。     

基于区块链技术的食品安全审计研究

基于区块链去中心化、独立性、安全性与匿名性等特点,审计主体可以通过利用智能合约、共识机制、非对称加密、分布式账本等技术,探索其在食品安全审计中应用的可行性以及应用逻辑。该文首先对食品安全审计的现状以及需求进行分析,结合区块链技术的优势点构建区块链技术在食品安全审计中应用的逻辑框架,并具体阐述区块链技术下的食品安全审计流程。最后,充分考虑区块链技术在运用中面临的问题并对其未来发展作出展望。     

自组装DNA计算仿真软件及其应用综述

综述了用于自组装DNA计算仿真软件caDNAno工具、Visual DSD工具和NUPACK工具的发展现状,并以基于caDNAno软件平台设计郑州轻工业学院校徽二维DNA自组装结构模型、采用Visual DSD工具设计用于素数判断的DNA分子计算模型并进行相关仿真实验为例,对自组装DNA计算仿真软件的应用进行可行性论证与探讨,指出:随着自组装DNA计算研究的深入,应用新的生物技术开发更为高效实用的软件将是未来的研究方向.     

DNA分子标记及其在啤酒大麦种质鉴定中的应用

随着分子生物学的快速发展,各种新型分子标记技术也不断涌现,为啤酒大麦的种质鉴定和选育提供了有力依据并取得优良成绩.文中针对常用DNA分子标记技术及其在啤酒大麦图谱构建、种质鉴定和分子标记辅助选择等方面进行了综述,为本领域研究及应用提供一定参考.     

DNA指纹技术的研究进展及其在啤酒工业中的应用

DNA指纹技术是分子生物学中的新技术之一.它从分子水平区别不同种类生物以及同种生物个体的差异.本文简要阐述DNA指纹技术的研究进展及其在啤酒工业中的应用.     

DNA分子标记技术在红曲菌分类中的研究进展

介绍了限制性长度片段多态性(RFLP),rDNA基因中的IGS、ITS、LSU区域的标记技术以及随机扩增DNA多态性分析(RAPD),以及DNA分子标记技术的方法和原理,及近年来在应用国内外红曲菌分类鉴定中的研究进展,指出了各种技术的优缺点.     

适配体功能化的DNA水凝胶的制备及其在食品安全小分子快速检测中的应用

DNA水凝胶是具有三维聚合物网络的高保水性材料。研究人员设计了多种DNA水凝胶交联制备方法,并通过向其中引入其他功能分子或与其他类型的功能材料相互结合,构建了具有优异性能的DNA水凝胶,受到了广泛关注。适配体是基于指数富集的配体系统进化(systematicevolutionofligandsbyexponential enrichment,SELEX)技术从随机寡核苷酸文库中筛选获得的对目标物质具有良好特异性与亲和力的寡核苷酸序列。适配体功能化的DNA水凝胶具有靶向范围广、稳定性好、易于修饰、操作简单和成本低等优点,得到了广泛应用。本文概述了构建适配体功能化的DNA水凝胶的基本设计原则与分类,重点介绍了适配体功能化的DNA水凝胶在食品安全检测中的最新策略,最后,讨论了适配体功能化的DNA水凝胶面临的挑战以及对未来的展望,旨在为其在食品安全领域的应用提供参考。