تعیین توالی dna با استفاده از نانومنفذ عامل‌دار گرافین: مطالعه دینامیک مولکولی

در این تحقیق امکان تعیین توالی تک‌رشته dna حین عبور از نانومنفذ عامل‌دار صفحات گرافینی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی هدایت شده در سرعت ثابت بررسی شده است. جهت عامل‌دار کردن نانومنفذ، از اتم‌های هیدروژن و گروه هیدروکسیل استفاده شده است. حین عبور تک رشته dna، نیروی مورد نیاز برای حرکت dna به اتم فسفر ستون فقرات آن اعمال می‌شود و سپس تغییرات نیرو جهت تشخیص تمایز بین بازها بررسی شده است. همچنین، بروز تغییرات در زوایه صفحه باز نسبت به صفحه گرافین، که زاویه بتا نامیده می‌شود، حین عبور dna از نانومنفذ بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با استفاده از این ساختار و بررسی پارامترهای مورد تحقیق، مولکول‌های سیتوزین، گوانین و تیمین با استفاده از این روش قابل تمایز هستند. این امید وجود دارد که با به خدمت گرفتن قابلیت‌های این روش و توجه بیشتر به پتانسیل‌های منحصر به فرد نانوساختارهای حالت جامد دوبعدی، افقی نو برای طراحی نسل جدید ماشین‌های توالی‌یابی پروتئین‌ها در دید محققان پروژه کلان ژنوم شناسی انسانی بگشاید.

dna sequencing using functionalized graphene nanopore: a molecular dynamics study

dna translocation/sequencing through a solid-state functionalized graphene nanopore with the aid of constant velocity steeredmolecular dynamics simulation was studied. hydrogen atoms and hydroxyl molecules have been used to functionalize the nanopore.phosphorus atom of the dna backbone has been pulled during translocation and then the pulling force variation was tracked toverify the distinction between bases. besides, the rotation of the base plane with respect to the graphene plane, called beta angle, wasalso evaluated during translocation. the results show that cytosine, guanine, and thymine are distinguishable by this method.employing the capabilities of the current method and considering the unique potentials of two-dimensional solid-statenanostructures, can shed light on the design of a new generation of protein sequencing machines for the human genome project(hgp).