近日，中科院广州生物医药与健康研究院研究员曾令文领衔的团队通过模拟逻辑门运算机理，发明了一种检测ATP和凝血酶的智能化方法。该方法有望用于监控细胞受损情况和心血管疾病。相关成果日前发表于《生物传感器与生物电化学》。
据介绍，逻辑门指通过二进制系统实现逻辑运算功能的系列操作。逻辑操作按照真值表运行，真值表是对应不同逻辑输入而得到不同逻辑结果的列表。分子逻辑门相当于分子水平上的计算机，也可以按照真值表进行一系列的逻辑运算，实现分子水平上的逻辑功能。通过设定检测阈值，研究人员即可以实现逻辑门的转换。目前，在分子逻辑门中，研究人员常用DNA或RNA来代替电子元件，构建逻辑操作，通过核酸杂交、链置换、高级结构构象转换等来解决复杂的分子计算问题。
针对此种情况，曾令文团队模拟逻辑门运算机理，将ATP和凝血酶设为两种输入信号，电流输出设为检测信号，成功构建了系列的电子逻辑门。这些电子逻辑门可被用于小分子物质（ATP）和蛋白质（凝血酶）的智能化检测。
据介绍，ATP是一种重要的能源物质，可以被用来监视细胞受损和死亡情况；凝血酶是血液凝固因子之一，常与动脉硬化以及一些心血管疾病密切相关。以这两种物质为研究对象，研究团队构建了四种逻辑门，分别是“AND”、“OR”、“NOR”和“NAND”。真值的判别标准是在输入检测物质时，电流值大于0.4mA为“1”，电流值小于0.4mA为“0”。
实验结果发现，这些逻辑门具有很好的选择性，可被用于实际样品中ATP和凝血酶的检测。这表明，其能够为智能化监控细胞受损情况和心血管疾病提供一种有效的手段。它们也可重复多次利用，这使得该方法可有效地节约成本，简化操作，在疾病诊断和生物监测方面具有很高的利用价值。（来源：中国科学报 李洁尉）
