近日，中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員曾令文領(lǐng)銜的團隊通過模擬邏輯門運算機理，發(fā)明了一種檢測ATP和凝血酶的智能化方法。該方法有望用于監(jiān)控細胞受損情況和心血管疾病。相關(guān)成果日前發(fā)表于《生物傳感器與生物電化學(xué)》。
針對此種情況，曾令文團隊模擬邏輯門運算機理，將ATP和凝血酶設(shè)為兩種輸入信號，電流輸出設(shè)為檢測信號，成功構(gòu)建了系列的電子邏輯門。這些電子邏輯門可被用于小分子物質(zhì)（ATP）和蛋白質(zhì)（凝血酶）的智能化檢測。
據(jù)介紹，邏輯門指通過二進制系統(tǒng)實現(xiàn)邏輯運算功能的系列操作。邏輯操作按照真值表運行，真值表是對應(yīng)不同邏輯輸入而得到不同邏輯結(jié)果的列表。分子邏輯門相當于分子水平上的計算機，也可以按照真值表進行一系列的邏輯運算，實現(xiàn)分子水平上的邏輯功能。通過設(shè)定檢測閾值，研究人員即可以實現(xiàn)邏輯門的轉(zhuǎn)換。目前，在分子邏輯門中，研究人員常用DNA或RNA來代替電子元件，構(gòu)建邏輯操作，通過核酸雜交、鏈置換、高級結(jié)構(gòu)構(gòu)象轉(zhuǎn)換等來解決復(fù)雜的分子計算問題。
實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些邏輯門具有很好的選擇性，可被用于實際樣品中ATP和凝血酶的檢測。這表明，其能夠為智能化監(jiān)控細胞受損情況和心血管疾病提供一種有效 的手段。它們也可重復(fù)多次利用，這使得該方法可有效地節(jié)約成本，簡化操作，在疾病診斷和生物監(jiān)測方面具有很高的利用價值
據(jù)介紹，ATP是一種重要的能源物質(zhì)，可以被用來監(jiān)視細胞受損和死亡情況；凝血酶是血液凝固因子之一，常與動脈硬化以及一些心血管疾病密切相關(guān)。以這兩種物質(zhì)為研究對象，研究團隊構(gòu)建了四種邏輯門，分別是"AND"、"OR"、"NOR"和"NAND".真值的判別標準是在輸入檢測物質(zhì)時，電流值大于0.4mA為"1",電流值小于0.4mA為"0".
