پاورپوینت بررسی DNA موتورها در 15 اسلاید قابل ویرایش با فرمت pptx
پاورپوینت بررسی DNA موتورها
DNA موتورها
DNA ترکیب جالبی برای استفاده در مشین های ملکولی است. خودسامانی DNA به سادگی انجام می پذیرد و ساختارهای ملکولی پیچیده ای از شاخه های ساده DNA ساخته می شود. به علاوه DNA میتواند تغییر شکل دهد.
DNA موتورها، نسل جدیدی از سازه های حاصل از DNA هستند که بدون نیاز به انرژی خارجی و تنها با انرژی پیوندهای هیدروژنی قادر به حرکت می باشند.
دانشمندان در نظر دارند، از موتورهای DNA در نقل و انتقال ملکولهای بسیار کوچک مانند داروها، در داخل سلول استفاده کنند بعلاوه DNA بعلت هوشمند بودن قابل برنامه ریزی است و به عبارتی میتوان با این سیستم نانو روبوتهایی طراحی کرد که برای انجام عمل خاصی در سلولها برنامه ریزی می شوند. برای مثال این نانوروبوتها را میتوان طوب برنامه ریزی کرد که در زمان خاصی از سیکل سلولی و یا در اثر رسیدن به یک سیگنال به سلول، فعال شده و وزیکول حاوی مواد دارویی را به قطب خاصی از سلول و با یک اندامک ویژه ارائه کند.
میتوان این ماشین ها را با استفاده از عوامل مختلفی همچون تغییرات PH و اضافه کردن قطعات ملکولی دیگری مثل پروتئین ها و رشته های DNA کنترل کرد.
1- موتورهای تک DNA
ساخت موتورها ملکولی چرخنده با استفاده از DNA
سرعت و جهت چرخش این ماشین قابل کنترل بوده و از این عملکرد بعنوان مثال در نقل و انتقالات ملکولی استفاده می شود. این ماشین توسط یک میدان الکتریکی خارجی به حرکت در می آید. زمانیکه این میدان چهار جهت نوسان می کند. یک DNA چرخنده را که به یک محور DNA وصل شده است به طور مکرر جهت دهی میکند. محور DNA میان یک سطح شیشه ای و یک دانه مغناطیسی ثابت نگهداشته می شود. بخش های تک رشته روی DNA محور همانند بلبرینگ عمل کرده و امکان چرخش آزاد در اطراف پیوندهای ملکولی میان بازهای نوکلئوتیدی را فراهم می کند.
بدین ترتیب امکان چرخش آزاد و پیوسته DNA چرخنده در اطراف محور، همزمان با تغییر جهت گیری آن با میدان الکتریکی نوسان کننده ایجاد می شود. هر دو سر این DNA تغییر داده شده بود. انتهای '5 با Ester digoxigenin NHS یا DIG و انتهای '3 با بیوتین تغییر داده شده بود. این کار امکان اتصال رشته DNA با سطح شیشه تغییر یافته با آنتی DIG و دانه مغناطیسی تغییر یافته با Steptavidin را فراهم می کند. این کار موجب می شود نیروی میان دانه های مغناطیسی و آهن ربا محور را کشیده و آن را محکم در جای خود نگهدارد.
از آنجائیکه این چرخنده میان دو بخش تک رشته ای کوتاه روی DNA محور به آن متصل شده است، این تغییر جهت گیری موجب چرخش آن حول DNA محور خواهد شد. سرعت و جهت چرخش این DNA را میتوان با تنظیم فرکاسن نوسان میدان و جهت آن کنترل کرد.
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : مهدی حیدری
شماره تماس : 09033719795 - 07734251434
ایمیل :info@sellu.ir
سایت :sellu.ir
برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...
پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایلاستفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:125
چکیده
استفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA ، جداسازی و استخراج سلولی، دارای مزایای قابل ملاحظه ای می باشد.
به دلیل اینکه حوزه و میدان میکروسیالی یک حوزه نسبتاً جدید وکم تجربه می باشد، بنابراین شبیه سازی های عددی سیستم های میکروسیالی می تواند هم از نظر ارائه یک ابزار تحقیقاتی و هم به عنوان یک طرح کارآمد و ابزار بهینه سازی، بسیار مفید و ارزشمند باشد.
لذا هدف از این تحقیق، شبیه سازی میکرو کانالها با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به منظور جداسازی آلبومین ( پروتئین موجود در خون انسان ) می باشد. برای جداسازی، از میکروکانال H شکل که به نوبه خود جدید می باشد استفاده شد. در میکروکانال ، جداسازی می تواند با استفاده از روش استخراج مبتنی بر نفوذ انجام شود. به دلیل اینکه حجم سیال موجود در میکرو کانال کم می باشد معمولاً عدد رینولدز کمتر از یک می باشد و هیچگونه فرآیند اختلاط کنوکسیونی یا جابجایی سیالات رخ نمی دهد. تنها موردی که در آن مواد حل شده در جهتی معکوس با جهت جریان اصلی حرکت می یابند، پدیده نفوذ می باشد.
در شبیه سازی بعمل آمده برای جداسازی آلبومین، از دو نوع سیال نیوتنی وغیر نیوتنی تراکم ناپذیر بکار گرفته شده است. همچنین نحوه اختلاط، در این دو نوع سیال برای ضرایب نفوذ متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و چنین نشان داده شد که پدیده نفوذ در سیالات غیرنیوتنی بهتر انجام می گیرد و غلظت در کانال سریعتر به تعادل می رسد. و از مدلهای ویسکوزیته استفاده شده در شبیه سازی سیالات غیرنیوتنی ، نتایج مدل ویسکوزیته کوآرا بهتر و قابل قبول می باشد.
کلمات کلیدی:
میکرو سیال - میکرو کانال - غیر خطی – دینامیک سیالات محاسباتی – جریان خون – غیر نیوتنی
فهرست مطالب
فهرست منابع
چکیده
مقدمه
فصل اول سیستم میکرو سیالی
1-1 اصول بنیادی سیستم های میکروسیالی
1-1-1 جریان ناشی از فشار
1-1-2 جریان الکترونیکی
1-2 نمونه شبیه سازی شده از سنسور T شکل
1-2-1 جریان دو ویسکوزیته ای
1-3 تأثیر نسبت بعد کانال
فصل دوم: پدیده چند مقیاسی در سیستم های میکروسیالی و نانوسیالی
2-1 مقدمه
2-2 سیستم های میکروسیالی و نانوسیالی
2-3 الکتروسنتیک در میکروسیالات و نانوسیالات
2-3-1 الکترو اسمز
2-3-2 الکتروفورسیز و دی الکتروفورسیز
2-3-3 الکتروسینتیک غیر خطی
2-3-4 مکانیک سیالات سیستم های میکرو و نانو سیال
2-4 مدل های شبیه سازی سیتم های میکرو و نانو سیال
2-4-1 مدل شبیه سازی ناویر- استوکس / استوکس
2-4-2 روش شبیه سازی دینامیک مولکولی
2-4-3 روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو(DSMC) و روش لاتیک-بولتزمن LBM))
2-5 مدلسازی چند مقیاسی
2-6 روش جداسازی سلول- ذره با استفاده از DC-DEP
2-7 تکنیک های جداسازی DNA
فصل سوم: تاثیر تراکم پذیری و انتقال بر توربولنس در جریان درون میکروکانالها
3-1 مروری بر کارهای انجام شده
3-2- میکرو کانالها
3-2-1- تولید میکرو کانال
3-2-2- روشهای آزمایشگاهی
3-3 شبیه سازی
3-4 بررسی نتایج محققین
3-4-1 نتایج آزمایشگاهی
فصل چهارم: کاربرد سیستمهای میکرو با آرایش پروتئینی فلوئورسنتی
4-1 مقدمه
4-2 مروری بر کارهای گذشته
4-2-1 تهیه میکرو ساختار آرایشی
4-2-2 تجزیه و تحلیل جریان
4-3 روشها
4-3-1 روش جریان دانه ای ثابت
4-3-2 روش ته نشینی
4-3-3 روش تقویت سیگنال
4-4 ساختار آرایش پروتئین معکوس
فصل پنجم:سیالات غیر نیوتنی و کاربرد آن در سیستم های میکروسیال
5-1 رفتار غیر نیوتنی
5-2 رفتار سیال مستقل از زمان
5-2-1 سیالات شبه پلاستیک
5-2-2 سیالات دایلاتنت
5-2-3 سیالات ویسکوپلاستیک
5-3 رفتار سیال وابسته به زمان
5-3-1 سیال تیکسوتروپیک
5-3-2 سیال رئوپکسی
5-4 سیال ویسکوالاستیک
5-5 سیالات غیر نیوتنی در سیستم های میکروسیال
فصل ششم:آشنایی با نرم افزار FEMLAB در مهندسی شیمی
6-1 روش المان محدود
7-2 مقدمه ای بر مدلسازی به روش المان محدود در مکانیک سیالات
6-3 نکاتی در مورد نرم افزار FEMLAB
6-4 FEMLAB چیست
6-5 روش های کاربردی در FEMLAB
6-6 مدول مهندسی شیمی در FEMLAB
6-7 موازنه های ممنتوم
6-7-1 توصیف جریان در زیر لایه متخلخل با قانون دارسی
6-7-2 توصیف جریان با معادلات ناویر- استوکس
6-7-3 جریان غیر نیوتنی
6-7-4 بسط
6-7-5 جریان تراکم پذیر اولر
6-8 موازنه های انرژی
6-9 موازنه های جرم
6-9-1 کاربردهای جابجایی- نفوذ و نفوذ با استفاده از قانون فیک
6-9-2 کاربردهای جابجایی- نفوذ و نفوذ مورد استفاده در انتقال استفان- ماکسول
6-9-3 انتقال جابجایی- نفوذ، حرکت مولکولی در موازنه جرم با استفاده از معادلات پلانک- نرنست
فصل هفتم:شبیه سازی میکروسلول H شکل
7-1 فیلترH شکل
7-1-1 ا نتقال جرم
7-2 شبیه سازی حالت یکنواخت
7-3 تعریف مدل
7-3-1 معادله عمومی انتقال جرم سه بعدی
7-3-1-1 فرضیات جریان یکنواخت دو بعدی
7-3-1-2 شرایط مرزی
7-3-2 معادله عمومی ناویر- استوکس
7-3-2-1 شرایط مرزی
7-4 شبیه سازی مدل با سیال آب
7-5 شبیه سازی مدل با سیال خون
7-5-1 شبیه سازی با استفاده از مدل قانون توان
7-5-2 شبیه سازی با استفاده از مدل کوآرا
نتیجه گیری
پیشنهادات
فهرست علائم و نشانه ها
a سرعت صوت در خروجی از کانال (m/s)
Ac سطح مقطع (m)
D ضریب نفوذ مولکولی (m2/s)
Dh قطر هیدرولیکی (m)
e بار الکترون
میدان الکتریکی (v/cm)
f ضریب اصطکاک
F نیرو (N)
G شار جرمی ((s.m2)kg/)
h ارتفاع سلول جریانی (m)
H عمق (m)
kb ثابت بولتزمن
K ضریب تطبیق (N.sn/m2)
L طول (m)
Ls طول لغزش(slip)(m)
M عدد ماخ
سرعت جریان جرمی (kg/s)
mi جرم (kg)
n اندیس قانون توان
n0 غلظت حجمی الکترولیت (gr/l)
P فشار محلی (pa)
افت فشار (pa)
Pe عدد پکلت
سرعت جریان جرمی (m3/s)
R ثابت گازها (j/kg.k)
R شعاع ذره (m)
r شعاع دانه (m)
rij فاصله میان اتم های i و j (m)
Re عدد رینولدز ()
T دمای میانگین بین ورودی و خروجی (K)
T0 دمای محیط (K)
t زمان (s)
سرعت لغزشی (m/s)
v(rij) پتانسیل فعل و انفعال
v سرعت جریان (m/s)
vf سرعت جریان (m/s)
w عرض کانال (m)
wb عرض پایین (m)
wt عرض بالا (m)
z والانس یا ظرفیت
ضریب تصلب پلاستیک بینگهام (N.s/m2)
شدت برش
ویسکوزیته بافر (N.s/m2)
زمان آسایش (sec)
ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2)
ویسکوزیته دینامیکی (N.s/m2)
ρ چگالی (kg/m3)
eρ چگالی خا لص (kg/m3)
پتانسیل الکتریکی (v)
ε ثابت دی الکتریک
ζ پتانسیل زتا (v)
تنش برشی (N/m2)
Dτ زمان برش (sec)
قطر لنارد جونز (m)
چکیده
استفاده از سیستم میکروسیالی جهت انجام تحقیقات بیوشیمییایی- پزشکی ، تجزیه و تحلیل DNA ، جداسازی و استخراج سلولی، دارای مزایای قابل ملاحظه ای می باشد.
به دلیل اینکه حوزه و میدان میکروسیالی، یک حوزه نسبتاً جدید وکم تجربه می باشد، بنابراین شبیه سازی های عددی سیستم های میکروسیالی می تواند هم از نظر ارائه یک ابزار تحقیقاتی و هم به عنوان یک طرح کارآمد و ابزار بهینه سازی، بسیار مفید و ارزشمند باشد.
لذا هدف از این تحقیق، شبیه سازی میکرو کانالها با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به منظور جداسازی آلبومین ( پروتئین موجود در خون انسان ) می باشد. برای جداسازی، از میکروکانال H شکل که به نوبه خود جدید می باشد استفاده شد. در میکروکانال ، جداسازی می تواند با استفاده از روش استخراج مبتنی بر نفوذ انجام شود. به دلیل اینکه حجم سیال موجود در میکرو کانال کم می باشد معمولاً عدد رینولدز کمتر از یک می باشد و هیچگونه فرآیند اختلاط کنوکسیونی یا جابجایی سیالات رخ نمی دهد. تنها موردی که در آن مواد حل شده در جهتی معکوس با جهت جریان اصلی حرکت می یابند، پدیده نفوذ می باشد.
در شبیه سازی بعمل آمده برای جداسازی آلبومین، از دو نوع سیال نیوتنی وغیر نیوتنی تراکم ناپذیر بکار گرفته شده است. همچنین نحوه اختلاط، در این دو نوع سیال برای ضرایب نفوذ متفاوت مورد بررسی قرار گرفت و چنین نشان داده شد که پدیده نفوذ در سیالات غیرنیوتنی بهتر انجام می گیرد و غلظت در کانال سریعتر به تعادل می رسد. و از مدلهای ویسکوزیته استفاده شده در شبیه سازی سیالات غیرنیوتنی ، نتایج مدل ویسکوزیته کوآرا بهتر و قابل قبول می باشد.
کلمات کلیدی:
میکرو سیال - میکرو کانال - غیر خطی – دینامیک سیالات محاسباتی – جریان خون – غیر نیوتنی
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : یعقوب ذاکری
شماره تماس : 09017568099 - 07642351068
ایمیل :shopfile95.ir@gmail.com
سایت :shopfile95.sellfile.ir
برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...
پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایلمحاسبه مبتنی بر DNA در 12 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
محاسبه مبتنی بر DNA در 12 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
DNA چیست؟
در بدن تمام موجودات زنده، در سطح ملکول، هم ذخیره سازی اطلاعات و هم پردازش اطلاعات در مقیاس بسیار بالا انجام می شود. تمام این عملیات مربوط به DNA بدن موجودات زنده است. مولکولهای DNA حاوی کدهای اطلاعاتی- ژنتیکی موجودات زنده هستند که توسط پروتئینهای خاصی، خوانده و تفسیر می شوند. توان اجرایی این سیستم که در قسمتهایی به آن اشاره می کنیم فوق العاده بالاست. حال اجازه دهید به منشا این ایده بپردازیم.
ژنتیک و انفورماتیک:
همانطور که مطلع هستید از علم ژنتیک و علم انفورماتیک به عنوان بزرگترین انقلابهای علمی بشر نامبرده می شود. امروز علومی که هیچگونه ربطی به یکدیگر نداشته اند، زمینه آمیزششان فراهم شده است.
نظریه دود 10 سال پیش در سال 1994 توسط لئونارد ادلمن «Leonard Adleman» با عنوان: “استفاده از DNA برای حل مجموعه ای از مسائل ریاضی”، مطرح شد. ادلمن که استاد دانشگاه کالیفرنیای جنوبی است، پس از مطالعه کتاب «بیولوژی ملکولی ژنها» نوشته جیمز واتسن «James Watson» (دانشمندی که در سال 1953 ساختار ژنها را کشف کرد) به این نتیجه رسید که ساختار DNA، به صورت عام دارای توان محاسباتی «Compvting Potential» است.
همه جنجالها از مقاله وی در مجله سانیس «Science» شروع شد. مقاله ادلمن در مورد تشریح روش جدیدی در حل مساله محاسباتی مشهور مسیر مستقیم همیلتون «Hamiltons Directed Path» (این مساله مربوط به یافتن کوتاهترین راه بین چند شهر است به شرطی که از هر شهر تنها یک مرتبه عبور شود) بود. در این مساله هر چقدر تعداد شهرها بیشتر شود، مساله به صورت تصاعدی دشوارتر خواهد شد. ادلمن این مساله را هنگامی که تعداد شهرها برابر 7 است از طریق ساختار DNA محاسبه کرد. پیش از تشریح الگوریتم ادلمن در حل این مساله، اشاره به پاره ای نکات خالی از فایده نخواهد بود.
حل مسئله از الگوریتم ادلمن به صورت دستی حدود 7 روز وقت نیاز خواهد داشت، در صورتی که برای حل مساله از روش عادی (آزمون و خطا) کمتر از یک ساعت زمان نیاز است که نتیجه ناامید کننده ای است ولی زمانی که 7 شهربه 70 شهر تبدیل شود، مساله برای قوی ترین سوپر کامپیوترهای امروزی نیز بسیار پیچیده خواهد بود، چرا؟
از این رو که کامپیوترهای امروزی تمام مسیرها را باید به صورت منفرد آزمایش کنند که این عمل نیز به صورت خطی «Line Ar» انجام می شود. (کامپیوترها سیلیکون قادرنیستند به صورت همروند یا موازی «Paralel» کار کنند) دقیقاً مانند اینکه شما یک دسته کلید و یک قفل دارید، مطمئناً نمی توانید همه کلیدها را یکجا آزمایش کنید.
حال فرض کنید 70 شهرمرتبط به هم داریم، چند راه مختلف برای رسیدن از یک شهرخاص به شهر خاص دیگری وجود دارد؟ نیازی به محاسبه نیست، زیرا این عدد، یک عدد نجومی است. این دقیقاً همان نقطه‌ای است که ضعف کامپیوترهای امروز را نمایان می کند. DNA می تواند ما را از این بن بست نجات دهد از آنجاییکه توانایی ذخیره سازی و پردازش موازی را دارد. با توجه به این نکته مراحل الگوریتم ادلمن در حل مسئله مسیر مستقیم همیلتون اینگونه خواهد بود:
1- تولید راندوم راههای مختلف در گراف.
2- نگهداری راههایی که با A شروع می شوند و به G ختم می شوند.
3- با توجه به اینکه گراف شامل 7 شهر می باشد، نگهداری تمام مسیرهایی که از 7 شهر عبور کرده اند.
4- نگهداری تمام راههایی که از تمام شهرها حداقل یک بارگذشته اند.
5- محاسبه سبک ترین وزن
6- راه باقی مانده جواب مساله خواهد بود.
جانشینی برای سیلیکون:
بیش از چهل سال است که ریز پردازنده های سیلیکونی قلب محاسبات را تشکیل می دهند. طبق قانون مور «Moore's Law» در هر 18 ماه دیوایسهای CPU دو برابر خواهند شد. بسیاری از دانشمندان معتقدند قانون مور به نهایت خود نزدیک شده است به این مفهوم که پردازنده های سیلیکونی چه از لحاظ متمرکز سازی و چه از لحاظ سرعت بیش از این توان پیشرفت ندارند. تراشه هایی که با DNA ساخته خواهند شد تراشه های بیولوژیکی «Bio-Chips» نام دارند. جایگزینی DNA با سیلیکون مزایای بیشماری دارد از جمله:
مشخصات فروشنده
نام و نام خانوادگی : مهدی حیدری
شماره تماس : 09033719795 - 07734251434
ایمیل :info@sellu.ir
سایت :sellu.ir
برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...
پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایل