6702

6702

روش ها و رويكرد هاي مطالعات محاسباتي DNA در ساختار هاي ميكرو

كارشناسي

مكانيك

1398

دكتر ساسان آسيايي

1398/12/12

مكانيك

Approaches and Applications of Computational Studies of DNA in Micro-Fabricated Devices

تكنيك هاي جداسازي DNA به دليل كاربرد آنها در برنامه هايي مانند دستكاري و آناليز ژن مورد توجه قرار گرفته است. مطالعات بسياري پيرامون استفاده از دستگاههاي درابعاد ميكرو ساخته شده براي جداسازي سريعتر و كارآمدتر از روشهاي سنتي با استفاده از الكتروفورز ژل انجام شده است. اگرچه بسياري از مطالعات تجربي روش ها و دستگاه هاي جديد متنوعي را ارائه داده اند ، اما مطالعات محاسباتي با شناسايي مكانيسم هاي جداسازي و يافتن طرح هاي بهينه براي شرايط جداسازي مؤثر ، نقش محوري در اين توسعه داشته اند. شبيه سازي روش هاي جداسازي DNA در دستگاه هاي در ابعاد ميكرو ساخته شده نياز به ثبت صحيح ديناميك و ساختار يك مولكول پليمر واحد دارد كه توسط يك ميدان الكتريكي يا يك ميدان جريان اعمال شده در هندسه هاي پيچيده تحت تأثير قرار مي گيرد. در اين كار ، مدل هاي پليمري (مدل مهره فنر، مدل مهره ميله، مدل بدنه باريك و مدل مهره لمسي) و روش هاي محاسبه ميدان هاي ناهمگن با در نظر گرفتن مرزهاي پيچيده متمركز بر شبيه سازي ديناميك براوني (روش المان محدود، روش المان مرزي، روش مشبك-بولتزمن و شبيه سازي ديناميك ذرات متفرق) مورد بررسي قرار مي گيرد. مدل زنجيره كرم مانند (اقتباس از مدل مهره و فنر) همراه با روش المان محدود معمولاً مورد استفاده قرار گرفته است اما ساير مدل ها نتايج كارآمد و دقيق تري را نشان داده اند. همچنين كاربردهاي اين روشهاي شبيه سازي را دردستگاهها و روش هاي مختلف جداسازي مورد بررسي قرار گرفته است: الكتروفورز ژل ، آرايه هاي پست ، الكتروفورز مويرگي ، جريان ميكروكانال ، تله هاي آنتروپي ، نانوتخلخل ها و جريانهاي چرخشي. از آنجا كه هندسه هاي پيچيده تر در دستگاه هاي جديد دخيل هستند ، مدل هاي دقيق تر (مانند تركيب تعامل هيدروديناميكي DNA با مرزهاي جامد) كه مي توانند رفتارهاي ديناميكي DNA را در چنين دستگاه هايي به درستي ثبت كنند ، مورد نياز است.

DNA Separation , DNA , جداسازي DNA