[发明专利]基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法

权利要求书

1.基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法，其特征在于，包括：取菁染料溶液为模板，以不同pH的Tris-HCl缓冲溶液和金属离子溶液作为平行的两路输入信号，在Tris-HCl缓冲溶液中，菁染料受pH和/或金属离子的调控而产生聚集状态的变化，以菁染料H-聚集体在510nm-520nm之间的吸光度峰值或J-聚集体在650nm-665nm之间的吸光度峰值的归一化结果为输出信号，设定阈值为0.03-0.3，当归一化结果大于阈值时输出为1，当归一化结果小于阈值时，输出为0；

所述菁染料结构如下：

其中，R₁为C₁-C₆的烷基、苯基、烷基取代的苯基；R₂、R₃、R₄和R₅独立地选自H或C₁-C₆的烷基，或者R₂和R₃与它们所连接的碳原子一起形成五元环至七元环结构，或者R₄和R₅与它们所连接的碳原子一起形成五元环至七元环结构；R₆和R₇独立地选自C₁-C₆的烷基；Y为卤素；X₁，X₂独立选自C、O、S、Se、Te；

所述金属离子为K⁺、Na⁺、Tb³⁺、Mg²⁺或Ca²⁺。

2.根据权利要求1所述的基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法，其特征在于，以pH值为4.0-8.5的Tris-HCl缓冲溶液和K⁺为两路平行输入信号，以菁染料J-聚集体在650nm-665nm之间的吸光度峰值的归一化结果为输出信号，构建“或”门，其中，菁染料终浓度为2×10^-6-12×10^-6mol/L，K⁺终浓度为5×10^-3mol/L-50×10^-3mol/L，阈值为0.05。

3.根据权利要求1所述的基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法，其特征在于，以pH值为4.0-8.5的Tris-HCl缓冲溶液和Na⁺为两路平行输入信号，以菁染料J-聚集体在650nm-665nm之间的吸光度峰值的归一化结果为输出信号，构建“或”门，其中，菁染料终浓度为2×10^-6-12×10^-6mol/L，Na⁺终浓度为10×10^-3mol/L-50×10^-3mol/L，阈值为0.03。

4.根据权利要求1所述的基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法，其特征在于，以pH值为4.0-8.5的Tris-HCl缓冲溶液和Tb³⁺为两路平行输入信号，以菁染料H-聚集体在510nm-520nm之间的吸光度峰值的归一化结果为输出信号，构建“或非”门，其中，菁染料终浓度为2×10^-6-12×10^-6mol/L，Tb³⁺终浓度为10×10^-6mol/L-40×10^-6mol/L，阈值为0.22。

5.根据权利要求1所述的基于菁染料和金属离子相互作用的分子逻辑门构建方法，其特征在于，以pH值为4.0-8.5的Tris-HCl缓冲溶液和Mg²⁺为两路平行输入信号，以菁染料H-聚集体在510nm-520nm之间的吸光度峰值的归一化结果为输出信号，构建“或非”门，其中，菁染料终浓度为2×10^-6-12×10^-6mol/L，Mg²⁺终浓度为2×10^-3mol/L-10×10^-3mol/L，阈值为0.25。