技术摘要：
本发明公开一种分子通信中的信道切换方法，分子通信细胞网络中细胞间间隙连接(Gap Junction,GJ)的渗透性受多种环境因素影响，控制环境中的因子调控GJ的渗透性，从而实现信道切换，本申请在考虑了间隙连接渗透特性基础上，提出了一种使用钙离子和氢离子混合离子调控下作  全部
背景技术：
分子通信是近年来新兴的交叉学科的技术，主要研究通过纳米尺寸的分子作为信 息载体，实现细胞间信息传递的技术。目前分子通信的研究主要停留在理论阶段，对物理层 和信息论的研究相关的研究居多。随着分子通信的发展，面对更复杂的业务场景、要实现更 广阔的应用，对于高层次的研究势在必行。其中信息交换和路由是一个重要而没有被充分 研究的领域，信道切换为交换和路由的发展奠定了基础。细胞网络中供细胞间信息交换的 通道是间隙连接，间隙连接的本质是蛋白质，组成间隙连接的蛋白质会受外界环境(如钙离 子、温度、PH值)调控呈现不同的开闭状态。
技术实现要素：
本发明根据上述生理基础事实，提出了一种钙离子和氢离子混合离子调控的信道 切换方法。基于不同浓度范围的离子浓度不同的间隙连接的敏感程度不同，实现了细胞网 络中的信道切换，使后续发展信息分子交换、路由、定向传输成为可能。 本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 一种分子通信中的信道切换方法，采用钙离子和氢离子两种离子对间隙连接的开 闭进行调控，通过对外界钙离子和氢离子浓度升高而让受调控的间隙连接呈现解耦关闭状 态，通过对外界钙离子和氢离子浓度降低而让受调控的间隙连接呈现解耦打开状态。 进一步地，还包括选取作信道切换的间隙连接对钙、氢离子的解耦关闭的浓度呈 相反的敏感性，即钙离子浓度升高过程中由于间隙连接A对钙的敏感性比间隙连接B高，A先 解耦关闭，B后关闭，氢离子浓度升高过程中由于间隙连接A对氢的敏感性比间隙连接B低，B 先解耦关闭，A后关闭。 进一步地，还包括钙离子和氢离子在调控间隙连接时，当钙离子浓度低于某个阈 值时，解耦特性以氢离子浓度调控为主，钙离子浓度高于某个阈值时，解耦特性以钙离子浓 度调控为主，钙离子和氢离子之间不发生化学反应，在调控间隙连接耦合解耦特性时，是协 同作用。 进一步地，具体包括以下步骤： S1、静息状态下，增加外界氢离子的浓度。当浓度增大超过阈值γ1时，间隙连接B 率先解耦关闭，此时仅有A是开启状态； S2、进一步增大氢离子浓度超过阈值γ2时，间隙连接A和B都因氢离子浓度过高发 生解耦关闭； S3、保持氢离子浓度在细胞生理范围内，增大钙离子的浓度，当钙离子浓度超过阈 值ω时，间隙连接A、B均会恢复解耦； 3 CN 111585673 A 说　明　书 2/4 页 S4、进一步增大钙离子浓度超过阈值ω1时，间隙连接A率先解耦关闭，此时仅有B 是开启状态； S5、继续增大钙离子浓度超过阈值ω2时，间隙连接A和B都因钙离子浓度过高发送 解耦关闭； S6、若一开始时，就需要间隙连接B开启，A解耦关闭，仅需直接增大钙离子浓度至 ω1，这样就能直接实现关闭A打开B。 进一步地，所述步骤S1和S2时，钙离子的浓度在细胞生理范围内，且浓度低于阈值 ω，间隙连接的解耦特性依赖于氢。 进一步地，所述步骤S3中增大钙离子的浓度能时，原本因氢离子作用下解耦关闭 的间隙连接会重新耦合呈现打开状态。 进一步地，所述步骤S4和S5中氢离子浓度应在生理范围内，然后再在增大钙离子 浓度，在间隙连接重新耦合的前提下，解耦关闭特性主要依赖于钙。 更进一步地，还包括钙离子和氢离子调控间隙连接的实质是调控细胞膜间隙连接 的电导率，在生理作用下钙离子改变电导率才能使已解耦关闭的间隙连接重新打开，而且 在打开后，受钙调控时这两个间隙连接对钙、氢离子作用下的解耦敏感性呈相反状态。 本发明的有益效果：本发明在信道切换的过程中，只需要根据间隙连接解耦关闭 敏感特性。调控好外界钙离子和氢离子的浓度范围，即可实现分子通信细胞网络中信道的 切换。本申请实现了细胞网络中控制信息分子作定向的传输，提高了分子通信信息传输的 效率，解决了信息分子在细胞网络中扩散传输的难题；同时本申请的技术方案的实现基于 钙离子和氢离子控制信道切换，这两种离子在生理环境下本就是新陈代谢重要的信使，都 具有良好的生物兼容性，不会对细胞造成额外的负担，提高了在细胞网络中实施信道切换 的可能性，减轻了在细胞网络中作信道切换对正常生理过程的干扰，普遍适用于药物分子 或者其它信息分子的定向传输。 附图说明 图1是本发明一种分子通信中的信道切换方法