一种用于DNA实验的交互套件及其使用方法技术

本发明专利技术提出了一种用于DNA实验的交互套件及其使用方法，该套件包括带有标签的碱基模型、氢键模型、带有电信号传感的DNA单链模型、带有标签的DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型，标签被摄像设备获取，同时被AR系统检测到。ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号，并根据电信号转换成逻辑信号发送给智能终端，同时在AR系统实时显示。本发明专利技术还给出一种用于DNA实验的套件的使用方法。通过本发明专利技术加强了在DNA实验过程中以DNA单链为模板的复制过程、解旋、聚合过程以及碱基配对的理解，在用特定的实物模拟DNA复制的过程，并结合AR系统，生动展示DNA从解旋、互补配对到整体连接这个流程。

An Interactive Kit for DNA Experiment and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种用于DNA实验的交互套件及其使用方法
本专利技术涉及DNA实验
，具体提供了一种用于DNA实验的交互套件及其使用方法。
技术介绍
DNA即脱氧核糖核酸，脱氧核糖核酸是分子结构复杂的有机化合物。作为染色体的一个成分而存在于细胞核内，其功能为储藏遗传信息。DNA分子巨大，由核苷酸组成。核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶，戊糖为脱氧核糖。一般DNA的实验包括DNA的复制、解旋、聚合、碱基配对等，在实验室系统中，一般针对DNA的实验，都是采用不同的模型来代替核苷酸、氢键等但是对于实现的过程，无法做到实时显示实验效果，以及对实验人员的操作过程引导。
技术实现思路
针对以上缺点，本专利技术实施例提出了一种用于DNA实验的交互套件，能够在实验的过程中实现实验人员和AR系统的交互，便于观察实验结果和理解DNA实验的过程。一种用于DNA实验的交互套件，所述套件包括碱基模型、氢键模型、DNA单链模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型、摄像设备、ARM处理器和智能终端；所述碱基模型用于模拟碱基的结构；所述氢键模型用于模仿氢键的结构；所述DNA单链模型用于模拟DNA单链结构；所述DNA解旋酶模型用于模拟DNA解旋的过程；所述DNA聚合酶模型用于模拟聚合的过程；所述摄像设备用于获取所述碱基模型、氢键模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型上的标签，发送给智能终端，被AR系统识别，并实时显示状态；所述ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号，并把电信号发送给智能终端，同时在AR系统实时显示。进一步的，所述碱基模型由五碳糖模型和插针组成；所述五碳糖模型内部设有导线，用于连接核苷酸，形成DNA单链；所述插针用于碱基之间的配对连接。进一步的，所述氢键模型内部设有九根带有铜片的插管，并通过导线串联；在配对完成时，所述氢键模型的一端插入腺嘌呤模型，另一端插入胸腺嘧啶模型；所述插管内部均互补插入插针；在配对完成时，所述氢键模型的一端插入鸟嘌呤模型，另一端插入胞嘧啶模型；所述插管内部均互补插入插针。进一步的，所述DNA单链模型的一端设有电源和信号发射模块，另外一端设有尾帽；所述电源用于给每个DNA单链模型供电；所述信号发射模块用于检测DNA单链模型中的电流，并把电信号发送给ARM处理器；所述尾帽用于使DNA单链模型内部形成闭合回路。进一步的，所述DNA解旋酶模型包括顶部的滑动挡板的开口、底部的卡扣、中间的存储氢键的长方形通道；所述滑动挡板和卡扣配合使氢键出入长方形通道；当所述DNA解旋酶模型的长方形通道内部氢键填满时，推动挡板，取出氢键；在DNA解旋过程中，所述DNA解旋酶模型的卡扣竖直卡在两个碱基之间的氢键上，按压所述DNA解旋酶模型，使氢键完全进入所述DNA解旋酶模型的长方形通道内。进一步的，所述DNA聚合酶模型包括外壳、内部通道、弹簧和挡板；所述外壳包括第一外壳和第二外壳；所述第一外壳和第二外壳的一端连接，且第一外壳打开90度；所述内部通道上放置碱基之间互相连接的氢键；所述弹簧的一端固定，另外一端接挡板，推动氢键移动；所述第一外壳上设置有出口。进一步的，所述碱基模型包括腺嘌呤模型、胸腺嘧啶模型、鸟嘌呤模型、胞嘧啶模型；所述腺嘌呤模型通过插针与所述胸腺嘧啶模型配对；所述鸟嘌呤模型通过插针与所述胞嘧啶模型配对。进一步的，所述插针的分布采用九个空洞；所述腺嘌呤模型的插针和胸腺嘧啶模型的插针填满九个空洞；所述鸟嘌呤模型的插针与所述胞嘧啶模型的插针填满九个空洞。一种用于DNA实验的交互套件的使用方法，是基于一种用于DNA实验的交互套件实现的，所述使用方法包括：DNA解旋酶模型作用于DNA双链模型的氢键上，用于断开两个碱基之间的氢键连接，当所述DNA解旋酶模型断开碱基之间的氢键后，移动两个氢键，在AR系统中实时显示两个核苷酸分开，所述AR系统动态显示DNA双链模型的解旋过程；DNA聚合酶模型作用于DNA单链模型上，使游离的核甘酸进行碱基互补配对，所述DNA聚合酶模型包括单链上的碱基插入到所述聚合酶模型的互补配对接口上，游离的核甘酸可以所述DNA聚合酶模型接口的另一端插入，完成配对；所述AR系统动态显示DNA单链模型的聚合过程；在DNA聚合酶模型作用下，利用DNA聚合酶模型内部的氢键模型和不同碱基插针，完成碱基的互补配对，在氢键模型的内部形成一个联通的电路。然后成对的碱基相互连接，DNA单链模型形成完成的电流通过，发送电信号到ARM处理器；所述ARM处理器将所述电信号发送给智能终端，所述智能终端的AR系统显示拼接成功的碱基对形成DNA双链结构。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术实施例提出了一种用于DNA实验的套件及其使用方法，该套件包括带有标签的碱基模型、氢键模型、带有电信号传感的DNA单链模型、带有标签的DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型，标签被摄像设备获取，同时被AR系统检测到。碱基模型用于模拟碱基的结构；氢键模型用于模仿氢键的结构；DNA单链模型用于模拟DNA单链结构；DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型用于模拟DNA解旋和聚合的过程。摄像设备用于获取碱基模型、氢键模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型上的标签，发送给智能终端，被AR系统识别，并实时显示状态；ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号，并把电信号发送给智能终端，同时在AR系统实时显示。本专利技术还给出一种用于DNA实验的套件的使用方法。通过本专利技术加强了在DNA实验过程中以DNA单链为模板的复制过程、解旋、聚合过程以及碱基配对的理解，在用特定的实物模拟DNA复制的过程，并结合AR系统，生动展示DNA从解旋、互补配对到整体连接这个流程。附图说明图1是本专利技术实施例1提出一种用于DNA实验的交互套件整体结构示意图；图2是基于本专利技术实施例1提出的碱基模型中核苷酸的结构示意图；图3是基于本专利技术实施例1提出的氢键模型连接结构图；图4是基于本专利技术实施例1提出的DNA单链模型中电源、信号发射模块和尾帽结构示意图；图5是基于本专利技术实施例1提出的DNA解旋酶模型结构示意图；图6是基于本专利技术实施例1提出的DNA聚合酶模型结构示意图；图7是基于本专利技术实施例1提出的碱基互补配对连接图；图8是基于本专利技术实施例1提出的DNA复制完成结构示意图；图9是本专利技术实施例2提出的DNA复制过程方法流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。实施例1本专利技术实施例1提出一种用于DNA实验的交互套件，该套件包括带有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述套件包括碱基模型、氢键模型、DNA单链模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型、摄像设备、ARM处理器和智能终端；所述碱基模型用于模拟碱基的结构；所述氢键模型用于模仿氢键的结构；所述DNA单链模型用于模拟DNA单链结构；所述DNA解旋酶模型用于模拟DNA解旋的过程；所述DNA聚合酶模型用于模拟聚合的过程；所述摄像设备用于获取所述碱基模型、氢键模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型上的标签，发送给智能终端，被AR系统识别，并实时显示状态；所述ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号，并把电信号转换成逻辑信号发送给智能终端，同时在AR系统实时显示。

【技术特征摘要】
1.一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述套件包括碱基模型、氢键模型、DNA单链模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型、摄像设备、ARM处理器和智能终端；所述碱基模型用于模拟碱基的结构；所述氢键模型用于模仿氢键的结构；所述DNA单链模型用于模拟DNA单链结构；所述DNA解旋酶模型用于模拟DNA解旋的过程；所述DNA聚合酶模型用于模拟聚合的过程；所述摄像设备用于获取所述碱基模型、氢键模型、DNA解旋酶模型和DNA聚合酶模型上的标签，发送给智能终端，被AR系统识别，并实时显示状态；所述ARM处理器用于接收DNA单链模型完成复制后发出的电信号，并把电信号转换成逻辑信号发送给智能终端，同时在AR系统实时显示。2.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述碱基模型由五碳糖模型和插针组成；所述五碳糖模型内部设有导线，用于连接核苷酸，形成DNA单链；所述插针用于碱基之间的配对连接。3.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述氢键模型内部设有九根带有铜片的插管，并通过导线串联；在配对完成时，所述氢键模型的一端插入腺嘌呤模型，另一端插入胸腺嘧啶模型；所述插管内部均互补插入插针；在配对完成时，所述氢键模型的一端插入鸟嘌呤模型，另一端插入胞嘧啶模型；所述插管内部均互补插入插针。4.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述DNA单链模型的一端设有电源和信号发射模块，另外一端设有尾帽；所述电源用于给每个DNA单链模型供电；所述信号发射模块用于检测DNA单链模型中的电流，并把电信号发送给ARM处理器；所述尾帽用于使DNA单链模型内部形成闭合回路。5.根据权利要求1所述的一种用于DNA实验的交互套件，其特征在于，所述DNA解旋酶模型包括顶部的滑动挡板的开口、底部的卡扣、中间的存储氢键的长方形通道；所述滑动挡板和卡扣配合使氢键出入长方形通道；当所述DNA解旋酶模型的长方形通道内部氢键填满时，推动挡板，取出氢键；在DNA解旋过程中，所述DNA解旋酶模型的卡扣竖直卡在两个碱基之间的氢键上，按压...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志全，王康，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37