微悬臂梁DNA生物传感器纳米力学分析的重力模型及其应用

基于微悬臂梁技术的DNA生物传感器的纳米挠度与核苷长度、嫁接密度、杂交率、重力、盐溶液浓度、时间、温度变化、缓冲液流场特性等诸多因素有关。利用Zhang两变量方法,建立了静态模式中自重作用下微梁正应力、切应力、层间挤压应力及其挠度预测的解析模型。作为应用,采用McKendry实验参数,研究了重力因素对静态纳米挠度的影响,发现参考梁技术中生物层自重对纳米挠度的影响可以忽略,但单梁技术中非生物层自重对纳米挠度的影响不可以忽略;同时,利用DNA生物传感器表面应力的Zhang解析模型,考虑自重和表面应力因素,给出了微梁的最优尺寸,从而可使单梁技术中自重因素对静态挠度的影响降到最低。

双链DNA生物膜弹性模量的蒙特卡罗模拟

目的 研究吸附于微悬臂梁基底上双链DNA生物膜的弹性模量.方法 采用基于中观连续介质液晶理论的Parsegian经验势,描述粗粒化DNA圆柱之间相互作用能;采用蒙特卡罗法模拟加载前后DNA链的微观分布模式;采用思想实验法和宏观连续介质压缩弹性杆模型,预测DNA生物膜弹性模量.结果 双链DNA生物膜的弹性模量约为0.1 ～80 MPa.结论 对比随机分布模式,经典的六角形均匀分布假设低估了DNA生物膜的弹性模量;封装密度的增加和缓冲盐溶液浓度的减小均有助于提高DNA生物膜弹性模量.这些结果对进一步认识临床工作中相关DNA生物膜的力学性质及其调控规律具有重要意义.