题目：基于生物技术的分子计算模型应用研究

分子计算主要是以生物分子作为数据存储和运算媒介的一种新型计算模式。它突破了传统的计算机概念，引入了生物大分子作为算子进行运算，并且这种算法还具有高度并行性、低能耗、高存储等的优点，是一门具有巨大发展潜力的新兴学科。短短十几年发展已经取得了非常大的进展，有多位学者对其进行了分子计算的建模和生化试验研究，可以解决大部分应用性较强的NP完全问题。
本次研究除了对目前分子计算领域中所用到的生物技术进行了总结概括外，还对分子计算的基本原理及其优缺点进行了简单阐述，并选取两个方面对其进行了研究，主要包括：
第一，本文通过对公交网络问题的分析，巧妙的将该出行优化问题转化成一个赋权图问题，并对其中的一些参数进行设定和转化，综合考虑路径耗时最短，换乘最少等因素，并引入了拥堵系数的概念，首次建立了一个适合于公交网络问题最优路径求解的分子计算模型。在此基础之上，以西安市局部公共交通网络图为例，给出了该分子计算模型的详细的生化操作步骤和算法语言的描述，并最终给出了一条该模型下求解的最优出行路径。结果显示了分子计算对分析公交网络问题方面的可行性及巨大的优越性。依此算法可以大大降低公交网络计算的复杂性，同时也扩展了分子计算的研究领域。
第二，基于纳米金技术的迅速发展及其独特的性质，及其操作简单、快速、高灵敏度、高选择性等优点，文章首次将纳米金技术引入到分子计算领域中。同时介于近期PNA技术的进一步研究，重新审视该项技术，发现PNA-DNA较DNA-DNA强烈的变性温度变化和高特异性可能会在生物操作和检测中带来意想不到的效果，故尝试也将其引入对传统的表面芯片计算模型进行改进，并以一个简单的0-1规划问题为例进一步阐述该计算模型。
为了证明纳米金技术在分子计算模型中操作的可行性，文章中通过对大量文献的对比与综合，还给了该模型的实验方案以及纳米金技术、PNA技术和其他生物技术的详细操作步骤，这在目前分子计算中缺少生物领域的研究人员的状况下是很有价值的。分析表明这两种物质的引入基本具有生物操作可行性。纳米金技术的引入可以提高试验的灵敏度，而PNA的引入可以在碱基互补配对的特异性方面有所提高进而降低计算的错误率。也即二者的引入，理论上可以提高分子计算的可靠性和准确性，同时也使检测的方法更加灵活，准确率更高，可以进一步地对其进行深入研究以引入到其他分子计算模型中。
不过我们的模型还只是理论探讨，这是一个很大的缺陷，甚至在所有现行的分子计算研究中试验这部分也都是一个很大的缺口。所以我们的试验方案可行与否还需要实践的进一步证明，如何设计适于生化试验操作的可行性方案这是我们今后需要努力的方向。而且纳米金目前主要是医学和材料科学领域在研究，故多学科的沟通与联系也是非常必要和迫切的。