基於DNA自組裝的通用納米信息處理系統的研究

《基於DNA自組裝的通用納米信息處理系統的研究》是依託華中科技大學，由陳智華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於DNA自組裝的通用納米信息處理系統的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳智華
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

基於DNA納米技術的各種超分子體（功能單元），已能實現簡單計算、移動、靶向送藥等功能，其納米結構的控制精度達到了原子級。目前已有的功能單元信息編碼規則、互動協定和數據輸入輸出方式各不相同，極大限制了用標準信息處理技術來控制生物系統和構建複雜納米機器人的發展。本項目基於DNA自組裝和摺紙術，研究功能單元封裝技術，構成功能基元，實現基元互動，構建可重用基元的通用納米信息處理系統。研究內容包括信息規範化編碼設計，實現功能基元輸入輸出信息表示的一致性；實現功能單元封裝，構成功能基元，建立基元庫，包括識別、輸入、邏輯運算、信號放大、輸出和顯示功能基元庫；設計基元間規範化通信接口，實現基元標準互動協定；利用基元組合配置DNA感測器，驗證組合系統的有效性、完整性和容錯性。功能基元可靈活配置構成新系統，為設計實現可程式、可定址的納米機器人提供新方法和新技術，為建立標準信息處理系統提供理論和技術支撐。

結題摘要

基於 DNA 納米技術的各種超分子體（功能單元），已能實現簡單計算、移動、靶向送藥等功能， 其納米結構的控制精度達到了原子級。本項目基於 DNA 自組裝和摺紙術，研究功能單元封裝技術，構成功能基元，實現基元互動，構建可重用基元的通用納米信息處理系統。研究內容包括信息規範化編碼設計，實現功能單元封裝，構成功能基元，建立基元庫，設計基元間規範化通信，利用基元組合配置 DNA 感測器，驗證組合系統的有效性、完整性和容錯性。功能基元可靈活配置構成新系統，為設計實現可程式、可定址的納米機器人提供新方法和新技術，為建立標準信息處理系統提供理論和技術支撐。 項目進行的4年期間，在DNA自組裝理論、套用和實驗研究獲得了如下成果： （ 1）設計實現DNA信息編碼，開發出相應軟體； （ 2）建立計算基元，可以實現信息輸入、邏輯運算、信號放大、輸出和顯示； （ 3）完成DNA螺旋除法器的設計和原理性實驗； 具體體現為： 已授權專利5項，在申請專利4項。發表論文28篇，其中SCI索引21篇。博士畢業5人，碩士畢業8人。