Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Загадочная длина полимеров: что такое персистентная длина и как она влияет на молекулярное поведение?
<р>
В полимерной науке персистентная длина является фундаментальным механическим свойством, используемым для количественной оценки жесткости полимера при изгибе. Это свойство заставляет полимерные молекулы вести себя подобно гибким эластичным стержням или балкам. Поведение полимера существенно различается в зависимости от его длины: если сегмент полимера короче длины персистентности, то сегмент будет вести себя как жесткий стержень; для сегментов, длиннее длины персистентности, их свойства можно описать только в статистический способ. Описание, модель, похожая на трехмерное случайное блуждание.
<р> Более формально, длину персистентности P можно определить как сумму средних проекций всех последующих связей j (j ≥ i) каждой связи i на некоторый сегмент цепи бесконечной длины. В частности, это можно найти, рассмотрев вектор, касательный к положению 0, а затем изучив угол θ на расстоянии L от положения 0.Длина сохранения определяется как расстояние, на котором исчезает корреляция молекулярных ориентаций.
<р> Обычно за длину сохранения P принимается половина длины Куна, т.е. длина предполагаемого свободно соединяемого сегмента. Длина персистентности также может быть выражена через жесткость изгиба Bs, модуль Юнга E и поперечным сечением полимерной цепи. <р> Принимая во внимание экранирование электролитом, продолжительность сохранения заряженного полимера будет зависеть от концентрации окружающей соли. Для описания продолжительности сохранения заряда заряженных полимеров использовалась модель Одейка, Сколника и Фиксмана.Ожидаемое значение длительности сохранения экспоненциально убывает с расстоянием. Формула имеет вид: ⟨cos θ⟩ = e^{-(L/P)}.
Примеры длительности сохранения
<р> Например, длина сохраняемости живой спагетти оценивается примерно в 1018 метров (предполагая, что модуль Юнга равен 5 ГПа, а радиус — 1 мм). Длина персистентности двойной спирали ДНК составляет около 390 ангстрем. Тот факт, что живые спагетти имеют такую большую длину сохранения упругости, не означает, что они негибкие; это просто означает, что при температуре 300 К спагетти потребуется 1018 метров, чтобы преодолеть изгибы, вызванные тепловыми колебаниями. <р> Возьмем, к примеру, длинную, слегка гибкую веревку: на коротких расстояниях веревка по сути жесткая. Если посмотреть на две точки веревки, расположенные очень близко друг к другу, направления их движения сильно коррелируют. Но если выбрать две точки на веревке, находящиеся далеко друг от друга, то их касательные векторы могут указывать в разных направлениях. Когда мы строим график корреляции тангенциального угла между двумя точками как функцию расстояния, мы видим график, который, как ожидается, будет равен 1 (идеальная корреляция) на нулевом расстоянии, а затем экспоненциально убывает по мере увеличения расстояния. Длина персистентности — это характерная шкала длины этого экспоненциального распада.Инструменты для измерения длительности
<р> Длину персистентности одноцепочечной ДНК можно измерить с помощью различных инструментов, большинство из которых основано на модели червеобразной цепи. Например, одноцепочечная ДНК маркируется с обоих концов как аппликаторными, так и акцепторными красителями для измерения среднего расстояния от конца до конца, которое отражается в эффективности FRET. Эффективность FRET затем была преобразована в персистентную длину путем сравнения ее с эффективностью FRET, рассчитанной на основе модели червеобразной цепи. <р> В некоторых недавних попытках было объединено использование флуоресцентной корреляционной спектроскопии (ФКС) с программой HYDRO. Программа HYDRO представляет собой усовершенствованную версию уравнений Стокса-Эйнштейна. Это уравнение предполагает, что молекулы имеют чисто сферическую форму, и вычисляет коэффициент диффузии, который обратно пропорционален времени диффузии. Однако программа HYDRO не ограничена формой молекулы. Были получены времена диффузии нескольких червеобразных полимеров, рассчитанные с помощью программы HYDRO, и сравнены с экспериментальными временами диффузии FCS для оценки персистентной длины одноцепочечной ДНК и поиска оптимальной длины путем корректировки свойств полимера. значение . <р> Продолжительность существования полимера является не только мерой его фундаментальных свойств, но и тесно связана с характеристиками и функциями биомолекул и их поведением в различных средах. Вы когда-нибудь задумывались, как эти крошечные молекулы столь удивительным образом действуют в природе?Trending Knowledge
nan
С непрерывным развитием современной медицины важность педиатрической медицины становится все более заметной.Эта область посвящена младенцам, детям, подросткам и молодым людям, поэтому понимание того,
Секрет изгиба: как жесткость полимера при изгибе влияет на его свойства?
Жесткость полимера при изгибе является ключевым механическим свойством, которое количественно определяет длительность сохранения свойств полимера, что имеет решающее значение для понимания характерист
От макарон до ДНК: почему разные материалы имеют такую разную длительность персистентности?
На стыке материаловедения и биологии инерционная длина является фундаментальным механическим свойством, используемым для описания жесткости полимеров при изгибе. Это свойство помогает нам понять повед