[发明专利]一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片

说明书

本发明公开了一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片，属于生物计算机领域。它包括生物运算器、生物存储器、DNA控制器和酶触发器，生物运算器与生物存储器、DNA控制器以及酶触发器之间采用数据总线、控制总线和地址总线相互连接；生物运算器和生物存储器均采用一个DNA片段组成；DNA片段中只包括一对碱基，一对碱基为腺嘌呤A和胸腺嘧啶T或者胞嘧啶C和鸟嘌呤G；DNA控制器采用DNA水解酶，控制DNA片段中的碱基配对；酶触发器采用DNA连接酶用于生成一种新的DNA片段。本发明是一种数据可靠性与稳定性更高、运算能力更强、利用有机化合物存储数据和运算数据的生物芯片。

技术领域

本发明主要涉及生物计算机领域，特指一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片。

背景技术

采用生物芯片来替代半导体硅片，利用有机化合物存储数据，让DNA分子在某种酶的作用下进行化学反应，就能使生物计算机同时运行几十亿次，其运算速度要比当今最新一代计算机快10万倍。因此，设计一种基于DNA碱基配对的生物芯片具有重要的意义。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于DNA碱基配对原理、利用有机化合物存储数据和运算数据、具有永久性与可靠性的生物芯片。

为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片，包括生物运算器、生物存储器、DNA控制器和酶触发器，所述生物运算器与所述生物存储器、所述DNA控制器以及所述酶触发器之间采用数据总线、控制总线和地址总线相互连接。

所述生物运算器和所述生物存储器均采用一个DNA片段组成；所述DNA片段中只包括一对碱基，所述一对碱基为腺嘌呤A和胸腺嘧啶T或者胞嘧啶C和鸟嘌呤G。

所述DNA控制器采用DNA水解酶，控制DNA片段中的碱基配对。

所述酶触发器采用DNA连接酶用于生成一种新的DNA片段。

所述数据总线、所述控制总线和所地址总线采用能够快速识别所述DNA片段中的一对碱基。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片，由于采用了DNA片段表达二进制位，从而实现了多个DNA分子并行运算，显著提高了CPU的运算能力。

(2)本发明的一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片，由于DNA片段的长度通常可以做到8-200个碱基，且严格符合人类基因的碱基配对规则。因此，本发明不仅运算速度高于传统的CPU，而且抗电磁干扰能力，数据可靠性与稳定性高。

附图说明

图1是本发明的一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片的结构原理示意图。

图2是本发明的一种采用DNA片段表达数字0的实施例。

图3是本发明的一种采用DNA片段实现生物运算器的实施例。

图中，1—生物运算器；2—生物存储器；3—DNA控制器；4—酶触发器；40—DNA连接酶；5—数据总线；6—控制总线；7—地址总线；81—腺嘌呤A；82—胸腺嘧啶T。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明的一种基于DNA碱基配对原理的生物芯片，包括生物运算器1、生物存储器2、DNA控制器3和酶触发器4，生物运算器1与生物存储器2、DNA控制器3以及酶触发器4之间采用数据总线5、控制总线6和地址总线7相互连接。