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Adleman的工作表明了采用DNA进行特定目的的计算的可行性,紧随其后,众多学者在DNA计算领域做出了不懈的努力,关于DNA计算的研究也取得了不少好的结果。近年来,由于生化技术落后于DNA算法的实现要求,DNA计算面临很多很大的挑战。
本文主要从分子信标的编码方法和发卡结构及分子信标的特异性两个方面出发,对整数规划中和运筹学中的问题进行了研究和讨论。首先介绍了DNA计算的基本思想,并对DNA计算中的编码问题进行了详细的论述,编码问题是目前DNA计算中的重点和难点之一,实践证明通过有效的编码设计能够提高DNA计算过程中的可靠性。在DNA计算中,信息是以DNA序列为载体并通过DNA分子间的特异性杂交来完成信息处理的。而编码问题是整个DNA计算中最为核心的问题,编码的目的是信息的表达和传递。其次介绍了发夹结构与分子信标的原理。分子信标是一种设计巧妙的荧光标记核酸探针。特殊的发卡结构使分子信标具有很强的特异性识别靶标序列的能力,目前已成为分子生物学和生物技术中一种强有力的研究工具。1996年Tyagi和Kramer首次建立了分子信标探针,最初的目的是能在液相中定量测定靶标的量。分子信标具有结构简单,灵敏度高反应迅速等优点。最后以分子信标为DNA计算的载体,尝试解决了0-1整数规划问题,并建立了解决0-1整数规划问题的隐枚举法的模型。并且总结了SAT和MAX-SAT问题的DNA计算模型,DNA芯片在0-1规划中的应用计算模型,子集和问题的DNA计算模型。