一种编码器和解码器的构建方法技术

本发明专利技术提供了一种编码器和解码器的构建方法，包括：以菁染料溶液或菁染料溶液和双链DNA为模板，H

Construction method of encoder and decoder

The present invention provides a method for constructing an encoder and decoder, which includes: H with cyanine dye solution or cyanine dye solution and double stranded DNA as template

【技术实现步骤摘要】
一种编码器和解码器的构建方法
本专利技术属于编码器和解码器
，具体涉及一种编码器和解码器的构建方法。
技术介绍
集成技术的进步，使传统计算机向高速度、小体积和大储存方向不断升级。但由于集成电路的复杂性，无机硅芯片的存储极限，以及传统计算机本身计算方法的局限性，使传统计算机在实现超微结构、超大存储、提高运算速度数量级等方面存在很大的困难。生物技术的发展所带来的DNA芯片，则在以上方面大大优于传统计算机，这种基于DNA生化反应计算模型的新型计算机称为DNA计算机。在DNA计算机中，同样要面对传统计算机的问题即处理的数据信息十分庞杂，为了方便使用，常常要对加工处理的对象进行数据处理，这一过程由DNA逻辑电路执行。这种电路能够完成逻辑运算并且具有逻辑推理能力，是DNA计算机的核心组成部分。其中数据的编码和解码在逻辑电路中扮演着重要的角色。数据编码器(Encoder)是一种为了压缩数据，将信息由一种特定格式(或编码)转换为其他特定格式(或编码)的传感器、软件或是算法，其具有多路平行输入的特点，例如：最基础的编码器是4：2型(即拥有4路输入和2路输出)，需要四路平行的输入信号。在A:B型编码器中，A是指平行输入的通道数，每次输入时A个通道中只有一个能输入信号，B是指输出位的个数，每个输出位可以是一个二进制的数，可以独立的取0或者1。数据解码器(Decoder)是电子技术中的一种多输入多输出的组合逻辑电路，负责将二进制代码翻译为特定的对象，功能与编码器相反，起着数据解压缩功能。在A:B型解码器中A是指输入位的个数，每个输入位可以是一个二进制的数，可以独立的取0或者1，B是指平行输出的通道数，每次输出时B个通道中只有一个能输出信号。传统的DNA数据编码器和解码器的构建方法在非常复杂，还有报道通过氧化石墨烯与染料来标记DNA，构建分子编码器和解码器，其在体系中加入不同种类荧光分子作为平行输出条件，这无疑增加了体系的复杂程度和不稳定性，且运用在DNA上标记荧光基团的方法，对DNA结构也有一定的影响。综上所述，提出一种简单有效的数据编码器和解码器的构建方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种编码器和解码器的构建方法，可有效解决现有技术中构建方法复杂和体系不稳定等问题。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：编码器和解码器的构建方法，包括：以菁染料溶液或菁染料溶液和双链DNA为模板，H+、钾离子、钠离子和单链DNA为输入因子，浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液使菁染料形成二倍体，H+诱导菁染料形成J-聚集体，钾离子诱导菁染料形成H-聚集体、J-聚集体或J-聚集体和H-聚集体的混合物，钠离子诱导菁染料形成J-聚集体和H-聚集体的混合物，单链DNA诱导菁染料形成单体，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再以单独输入因子或其组合作为平行输入信号，以二倍体或输入因子和/或模板DNA诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，构建编码器或解码器；其中，H+为浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝3.0-6.0的Tris-HCl缓冲溶液；钾离子浓度为0.5-120×10-3mol/L；钠离子浓度为0.5-30×10-3mol/L；单链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；双链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；菁染料浓度为1-20×10-6mol/L。进一步地，以菁染料溶液为模板，以第一浓度钾离子、第二浓度钾离子、第三浓度钾离子和单链DNA为输入因子，第一浓度钾离子诱导菁染料形成J-聚集体，第二浓度钾离子诱导菁染料形成J-聚集体和H-聚集体的混合物，第三浓度钾离子诱导菁染料形成H-聚集体，单链DNA诱导菁染料形成单体，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再以单独输入因子或其组合作为平行输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为平行输出信号，构建编码器；其中，第一浓度钾离子、第二浓度钾离子和第三浓度钾离子的浓度分别为0.5-30×10-3mol/L，30-60×10-3mol/L和60-120×10-3mol/L；单链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；菁染料浓度为1-20×10-6mol/L。进一步地，以菁染料溶液为模板，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再随机选取可使菁染料形成J-聚集体、H-聚集体或单体的输入因子或其组合作为平行输入信号，共计两路输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建2:1型编码器。进一步地，以菁染料溶液为模板，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，随机选取可使菁染料同时形成J-聚集体、H-聚集体和单体中任意两种状态的混合物的输入因子或其组合作为一路平行输入信号，再随机选取可使菁染料单独形成所述两种状态中的一种状态的输入因子及其组合作为一路平行输入信号，再随机选取可使菁染料单独形成所述两种状态中的另一种状态的输入因子及其组合作为一路平行输入信号，共计四路输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建4:2型编码器。进一步地，以菁染料溶液为模板，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再随机选取可使菁染料同时形成J-聚集体、H-聚集体和单体这三种混合状态的输入因子或其组合作为一路平行输入信号，再随机选取可使菁染料同时形成J-聚集体和H-聚集体，J-聚集体和单体，H-聚集体和单体这三种混合状态的输入因子或其组合作为三路平行输入信号，再随机选取可使菁染料单独形成J-聚集体、H-聚集体或单体这三种独立状态的输入因子或其组合作为三路平行输入信号，共计八路输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建8:3型编码器。进一步地，以菁染料溶液和双链DNA为模板，以H+和钾离子为输入因子，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再以单独输入因子或其组合作为平行输入信号，以二倍体和输入因子诱导产生的J-聚集体、H-聚集体和单体这四种状态作为平行输出信号，构建解码器。进一步地，以菁染料溶液和双链DNA为模板，以可使菁染料单独形成二倍体、J-聚集体、H-聚集体或单体的输入因子或其组合作为起始条件，以其中一种状态为起始状态，再随机选取可使菁染料单独形成其他三种状态的条件或其组合作为输入信号，以菁染料起始状态和诱导产生的聚集状态作为两路平行输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建1:2型解码器。进一步地，以菁染料溶液和双链DNA为模板，，以H+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种编码器和解码器的构建方法，其特征在于，包括：以菁染料溶液或菁染料溶液和双链DNA为模板，H

【技术特征摘要】
1.一种编码器和解码器的构建方法，其特征在于，包括：以菁染料溶液或菁染料溶液和双链DNA为模板，H+、钾离子、钠离子和单链DNA为输入因子，浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液使菁染料形成二倍体，H+诱导菁染料形成J-聚集体，钾离子诱导菁染料形成H-聚集体、J-聚集体或J-聚集体和H-聚集体的混合物，钠离子诱导菁染料形成J-聚集体和H-聚集体的混合物，单链DNA诱导菁染料形成单体，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再以单独输入因子或其组合作为平行输入信号，以二倍体或输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，构建编码器或解码器；其中，H+使用浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝3.0-6.0的Tris-HCl缓冲溶液；钾离子浓度为0.5-120×10-3mol/L；钠离子浓度为0.5-30×10-3mol/L；单链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；双链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；菁染料浓度为1-20×10-6mol/L。2.根据权利要求1所述的编码器和解码器的构建方法，其特征在于，包括：以菁染料溶液为模板，以第一浓度钾离子、第二浓度钾离子、第三浓度钾离子和单链DNA为输入因子，第一浓度钾离子诱导菁染料形成J-聚集体，第二浓度钾离子诱导菁染料形成J-聚集体和H-聚集体的混合物，第三浓度钾离子诱导菁染料形成H-聚集体，单链DNA诱导菁染料形成单体，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再以单独输入因子或其组合作为平行输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为平行输出信号，构建编码器；其中，第一浓度钾离子、第二浓度钾离子和第三浓度钾离子的浓度分别为0.5-30×10-3mol/L，30-60×10-3mol/L和60-120×10-3mol/L；单链DNA浓度为0.5-20×10-6mol/L；菁染料浓度为1-20×10-6mol/L。3.根据权利要求1所述的编码器和解码器的构建方法，其特征在于，包括：以菁染料溶液为模板，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，再随机选取可使菁染料形成J-聚集体、H-聚集体或单体的输入因子或其组合作为平行输入信号，共计两路输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建2:1型编码器。4.根据权利要求1所述的编码器和解码器的构建方法，其特征在于，包括：以菁染料溶液为模板，以浓度为1-100×10-3mol/L，pH＝7.0-9.0的Tris-HCl缓冲溶液作为一路输入信号，随机选取可使菁染料同时形成J-聚集体、H-聚集体和单体中任意两种状态的混合物的输入因子或其组合作为一路平行输入信号，再随机选取可使菁染料单独形成所述两种状态中的一种状态的输入因子及其组合作为一路平行输入信号，再随机选取可使菁染料单独形成所述两种状态中的另一种状态的输入因子及其组合作为一路平行输入信号，共计四路输入信号，以输入因子诱导产生的菁染料聚集状态作为输出信号，设定阈值为0.1-0.3，超过阈值记为1，低于阈值记为0，构建4:2型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨千帆，杨舒，杨春容，陈见驰，苗家榕，黄丹，杜媛媛，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51