科学研究

传热传质学

发布时间:2016-05-26  阅读次数:948

      生物分子在纳通道中的输运及调控机理一直是纳流体动力学、生命科学、传质学方面最具挑战性的问题,离子通道、蛋白质跨膜输运均是生命活动的基础。生命科学中的输运及调控机理不仅拓宽了传统传质学的研究内容,也增加了物理模型的复杂度。生物分子的空间结构、受限的纳米通道以及多种离子共存的生物液环境,极大地丰富了传质学的研究内容。

      本课题组基于纳米孔技术,开展了电场作用下生物分子在纳米孔的输运规律的研究,该研究方向不仅将推动生命科学的发展,也会增加对传统传质学认识的深度和广度,如基于平均场理论的双电层模型在纳尺度下的适用性、基于连续体假设的纳维斯托克斯方程在纳米通道内的适用性。

      本课题组运用理论与实验相结合的方式,采用分子动力学模拟和膜片钳技术,对生物分子在纳通道下的构型特点、离子输运与扩散关系、温度场、流场、电场多场耦合下分子运动特点等方面开展了深入的研究。

图1.  DNA通过离子纳通道的典型电信号图           图2. 长、短链DNA过孔阻塞现象

图3. 不同生物分子通过离子纳通道的散点图图       图 4. DNA分子通过纳通道的分子动力学模型

 

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