| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 引言 | 第8-10页 |
| 1 研究背景和研究现状 | 第10-22页 |
| 1.1 实验和数值模拟的研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2 常见的三种分子筛分机制 | 第13-16页 |
| 1.2.1 Ogston筛分 | 第15页 |
| 1.2.2 熵受限筛分 | 第15页 |
| 1.2.3 电荷筛分 | 第15-16页 |
| 1.3 DNA筛分的数值模拟方法 | 第16-21页 |
| 1.3.1 蒙特卡洛算法 | 第16页 |
| 1.3.2 分子动力学方法 | 第16-17页 |
| 1.3.3 布朗分子动力学方法 | 第17-18页 |
| 1.3.4 格子玻尔兹曼分子动力学方法 | 第18-19页 |
| 1.3.5 耗散分子动力学方法 | 第19-21页 |
| 1.4 本文的研究工作 | 第21-22页 |
| 2 建立物理模型 | 第22-31页 |
| 2.1 微纳米沟道的物理模型 | 第22-28页 |
| 2.1.1 微纳米沟道的几何尺寸 | 第23-24页 |
| 2.1.2 微纳米沟道内的电场分布 | 第24-27页 |
| 2.1.3 微纳米沟道的边界条件 | 第27-28页 |
| 2.2 沟道中的粒子模型 | 第28-31页 |
| 2.2.1 DNA分子的粗粒化模型 | 第28-30页 |
| 2.2.2 溶剂分子和离子模型 | 第30-31页 |
| 3 DNA分子筛分的理论模型 | 第31-38页 |
| 3.1 耗散分子动力学方法(DPD)的运用 | 第31页 |
| 3.2 DNA珠子的运动方程 | 第31-33页 |
| 3.3 溶剂分子的运动方程 | 第33-34页 |
| 3.4 离子的运动程 | 第34-35页 |
| 3.5 DNA分子通过深浅沟道的自由能计算公式 | 第35-38页 |
| 4 分子动力学模拟 | 第38-43页 |
| 4.1 分子动力学的模拟流程图 | 第38页 |
| 4.2 牛顿运动方程的求解 | 第38-41页 |
| 4.2.1 Verlet算法 | 第39页 |
| 4.2.2 Leap-frog算法 | 第39-40页 |
| 4.2.3 Gear算法 | 第40-41页 |
| 4.3 模拟细节 | 第41-43页 |
| 4.3.1 模拟的初始条件 | 第41页 |
| 4.3.2 系统系宗的选择 | 第41页 |
| 4.3.3 系统温度控制方法 | 第41-43页 |
| 5 结果与讨论 | 第43-55页 |
| 5.1 DNA分子在沟道内的构象图 | 第43-44页 |
| 5.2 DNA链在微纳米沟道内的周期性构象变化 | 第44-46页 |
| 5.3 不同的电场强度条件下的DNA分子的运动 | 第46-48页 |
| 5.4 不同的DNA链长和电场条件下的DNA分子的迁移率 | 第48-49页 |
| 5.5 带电沟道壁的电渗流对DNA链在通道内的迁移过程的影响 | 第49-51页 |
| 5.6 DNA链在微纳米沟道中的构象熵变化 | 第51-52页 |
| 5.7 DNA通过微纳米沟道内的非平衡自由能 | 第52-55页 |
| 6 结论 | 第55-56页 |
| 参考文献 | 第56-59页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第59-60页 |
| 致谢 | 第60-61页 |