基于固定化酶的可控生物电催化构建三输出三输入逻辑门系统
近年来生物计算相关研究领域颇受关注.作为非传统化学计算的分支,生物计算旨在借助于生物分子或生物材料进行运算.尽管其研究仍处于概念验证阶段,还远不能替代传统硅处理器,但基于生物计算的具有逻辑功能的生物传感器在分析复杂样品和智能医疗诊断方面已经表现出潜在的优势.逻辑门是数字计算的重要组成部分,因此,为了增强生物计算的实用性,提高逻辑门的复杂程度迫在眉睫.构建多输入的逻辑门已经成功实现,但构建三个甚至更多输出的逻辑门并非易事,因此亟待研究以期用更快的处理速度和更强的处理能力解决更为复杂的现实问题.本文中，输入信号是从三个方向上进行选择的:酶的底物、控制探针在薄膜中的通透性(pH)、以及酶的活性(Cu+2)。与增加输入信号相比，输出信号的增加更难实现。基于酶的级联的三输出逻辑门系统虽已报导，但其实现往往需要三种或者更多种酶的参与。本文中只借助于一种酶构建出输出逻辑门系统，为构筑基于生物大分子的逻辑电路提供了新的模型。该系统的潜在缺点是多输出信号之间不能级联，并且不能在短期内代替传统的电子器件。但是在未来，它作为一种生物传感器，可能会在智能医疗诊断领域具有良好的应用前景。
生物传感器 逻辑门系统 固定化酶 电催化作用
刘爽 刘红云
北京师范大学化学学院,北京100875
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2014-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）