مدلسازی دینامیک مولکولی فرآیند نانومنیپولیشن ذرات زیستی با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی: بررسی اثرات جنس زیرلایه

به منظور بررسی اثر داروها بر روی ویروس ها، اثرات متقابل بین پروتئین ها و ایجاد تغییرات مطلوب ژنتیکی بر روی دی ان ای موجودات، بررسی هرچه دقیق تر این ذرات بیولوژیکی یکی از کلیدی ترین نیازهای امروزه است. در این مسیر، شناسایی خواص مکانیکی این ذرات و همچنین نحوه ی رفتار مکانیکی آن ها در شرایط متفاوت نیز یک ضرورت به حساب می آید. منیپولیشن ذرات زیستی در ابعاد نانو یکی از فرایندهای مهم در بررسی رفتار نانوذرات بیولوژیکی است؛ زیرا بررسی میزان نیروی وارده، میزان تغییرشکل و بررسی احتمال تخریب در ذره می تواند اطلاعات سودمندی را در اختیار ما قرار دهد. در این مقاله به شبیه سازی دینامیک مولکولی فرآیند نانومنیپولیشن سه ذره ی زیستی مختلف (ویروس، پروتئین و دی ان ای تک رشته ای) بر پایه ی نانو ربات میکروسکوپ نیروی اتمی پرداخته شده است. هدف، یافتن اثر جنس زیرلایه بر روی نیروی وارده بر نانوذره و همچنین بررسی احتمال تخریب آن است. برای این منظور از سه زیرلایه ی مختلف با جنس های سیلیکون، گرافن و طلا استفاده شده است. دلیل انتخاب این زیرلایه ها فراوانی استفاده از آن ها در فرایندهای آزمایشگاهی و همچنین عدم واکنش با ذرات زیستی است. نتایج نشان می دهد که بیشترین نیروی وارد به ذره، متعلق به فرایند منیپولیشن بر روی زیرلایه ی طلایی است و احتمال تخریب نیز در این حالت بسیار زیاد است. در مقایسه ی بین زیرلایه های گرافنی و سیلیکونی نیز مشخص می شود که نیروی منیپولیشن و تغییرشکل ذره بر روی زیرلایه ی گرافنی بیشتر از زیرلایه ی سیلیکونی است.

کلیدواژه ها:

Nanomanipulation ، bioparticle ، AFM ، RMSD ، manipulation force ، نانو منیپولیشن ، ذره ی زیستی ، میکروسکوپ نیروی اتمی ، جذر متوسط مربع فاصله ها ، نیروی منیپولیشن