نویسندگان

• ناهید ملکی‌جیرسرایی
• آروین فاطمی
• محمدنبی سربلوکی
• شاهین روحانی

چکیده

حرکت مولکولهای DNA از میان یک آرایه شش وجهی از ستونهای ریز تحت میدان الکتریکی یکنواخت به عنوان یک فرآیند فوکر-پلانک که متاثر از مدل سدآنتروپی نیز هست به‌وسیله کامپیوتر شبیه سازی شد و معادله فوکر-پلانک حاکم بر رفتار آنها به روش شبیه سازی عددی دینامیک براونی، با روش اولر حل شد. میانگین زمانی سرعت، واریانس و میانگین < x2 > در یک زمان معین، برای مولکولهای مختلف DNA در شرایط مختلف محاسبه و با نتایج دیاگرام فاز حاصل از نتایج قبلی ما [۱۹] مقایسه شد. با مقایسه این نتایج توانستیم به فیزیک حاکم بررفتار DNA در رژیمهای مختلف پی ببریم. روشن شد که در رژیم -۱ دیاگرام فاز مذکور (DNAهای کوچک در میدانهای ضعیف)، با یک پدیده پخش خالص مواجه هستیم، در رژیم -۳ (DNAهای بزرگ در میدانهای قوی ) فیزیک حاکم بر رفتار DNA، مدل سدآنتروپی است و در رژیم-٢ ( DNAهای با طول متوسط در میدانهای متوسط و نسبتا قوی [۱۹]) که رژیم پیچیدای است با یک پدیده پخش تحت نیرو روبرو هستیم که بی تأثیر از مدل سد آنتروپی نیز نیست.

کلیدواژه‌ها

• فرآیند فوکر-پلانک
• مدل سد آنتروپی
• معادله لانژون
• زمان تاخیر

عنوان مقاله [English]

Analyzing of DNA behavior in passing through micro-structures based on the Fokker-Planck equation and the entropic barrier model

نویسندگان [English]

• N Maleki-Jirsaraei
• A Fatemi
• MN Sarbolouki
• SH Rouhani

چکیده [English]

We considered the motion of DNA molecules through a hexagonal array under uniform electric fields as a Fokker-Planck process which is affected by the entropic barriers and we have simulated this motion by computer. We solved the Fokker-Planck equation with numerical simulation of the Brownian dynamics by the Euler method. For different DNA molecules, under different physical conditions, the mean value of velocity, variance, and < x2 > have been calculated, and the results have been compared with the Phase Diagram of our previous results. In the light of this comparison we could find the physics of the DNA behavior in different regimes. It is observed that in regime-1 (small DNA molecules under weak Electric force) we have a pure diffusion process, in regime-3 (large DNA molecules under high Electric field) the entropic barrier model is the dominated physics, and in regime-2 (medium DNA molecules under medium and relative high Electric fields), which is a more complicated regime we have a drifted diffusion phenomenon.

کلیدواژه‌ها [English]

• Fokker-Planck process
• entropic barrier model
• Langevin equation
• time delay