纳柱阵列通道中生物分子等效淌度的宏观输运理论分析

各向异性生物分子或带电布朗粒子在周期性孔隙结构运动的分析在生物医学、水处理、环境工程等无数领域具有非常重要的意义.本文基于宏观输运理论计算粒子在周期性微纳阵列结构中等效输运参数,预测分离结果.首先通过引入构型熵及有效电荷等参数,建立各向异性生物分子在纳米级受限环境下的等效布朗粒子模型,然后应用宏观输运理论和数值方法计算分子的等效淌度.以小分子DNA片段在周期性纳柱阵列通道中电泳迁移为例,证明当通道空隙接近或小于分子尺寸时,熵受限对分子的等效迁移速度有重要的影响,是实现生物分子分离的主要机理.因为熵受限的作用随着外电场的增强而减低,所以在较低电场强度条件下,分子淌度差别较大,对应分离效果较佳.

考虑对流和扩散两种动力学起源的连续时间随机行走模型

本文建立了考虑两种动力学起源的连续时间随机行走模型,特别是在模型中明确区分了对流和扩散两种因素对粒子输运过程的影响.通过改变各因素的相对权重,描述了从正常输运到反常输运的过渡,并建立了相应的输运方程.该模型成功描述了复杂孔隙介质中溶质输运过程随着Péclet数的变化而经历的定性改变.

质子入射散裂产物理论研究方法探讨

简要介绍了几种关于中高能质子入射引起散裂反应产物理论计算的方法,以及这些方法的最新发展.比较了这些方法在理论计算中的特点,指出经典外推方法有局限性,量子分子动力学方法和改进后的M C方法的计算结果与实验数据有较好的符合,但是计算量大,而且量子分子动力学方法在与宏观输运理论连接上存在不少的困难.半经验计算方法已经取得了初步的成果,需要根据新的实验结果来对其进行发展.