تعيين توالي دي ان اي تك رشته اي در عبور از نانوحفره گرافن

كارشناسي ارشد

توالي يابي سريع، كم‌هزينه و قابل اطمينان دي‌ان‌اي، يكي از نوآوري‌هاي مطلوب در سال‌هاي اخير است كه مي‌تواند راه را براي توالي‌يابي ژنوم با سرعت بالا و كم‌هزينه‌تر هموار سازد. توالي‌يابي به فرآيند خواندن ترتيب باز‌هاي نوكلئوتيد در مولكول دي‌ان‌اي گفته مي‌شود. در اين پايان‌نامه با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي، تشخيص توالي دي‌ان‌اي با دقت تك نوكلئوتيد، در عبور دي‌ان‌اي تك رشته‌اي از نانوحفره گرافن با قطر 1/2 نانومتر، با استفاده از اعمال نيرو مورد بررسي قرار گرفته شده است. در عبور دي‌ان‌اي‌ تك رشته‌اي، شامل چهار رشته متفاوت از بازهاي يكسان A9، C9، G9 و T9 توسط هدايت ديناميك مولكولي (SMD)، با تجزيه و تحليل نمودار نيروي كشش بر حسب زمان عبور و بررسي مقادير قله نيروي كشش، هر نوكلئوتيد در رشته دي‌ان‌اي به طور جداگانه قابل شناسايي مي‌باشد، به جز سيتوزين و تيمين كه غيرقابل تشخيص باقي مانده‌اند. از آنجايي كه اتم‌هاي كربن واقع بر لبه نانوحفره گرافن به دليل پيوند آزاد، در فرآيند آماده‌سازي قابليت برهم‌كنش با اكسيژن را دارند؛ بنابراين ايجاد شيوه‌اي جديد و ساده جهت جلوگيري از اين امر ضروري به نظر مي‌رسد. يكي از اين روش‌ها عامل‌دار كردن نانوحفره توسط هيدروژن و گروه هيدروكسيل مي‌باشد. در اين پايان‌نامه به منظور دست‌يابي به راهي مؤثر و دقيق‌تر جهت توالي‌يابي دي‌ان‌اي با قرار دادن بار مشابه با هيدروژن و اكسيژن بر لبه دهانه نانوحفره تأثير باردار كردن نانوحفره بر عبور دي‌ان‌اي و دقت تشخيص نوكلئوتيدها مورد بررسي قرار گرفته شده است. مشاهده گرديد كه در عبور از نانوحفره با بار مثبت، دقت تشخيص نوكلئوتيدها از يكديگر نسبت به نانوحفره بدون بار و حتي با بار منفي، بهبود قابل توجهي ديده مي‌شود كه اين امر به تفاوت برهم‌كنش بين باز و حفره مربوط مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: نانوحفره گرافن، توالي‌يابي دي‌ان‌اي، شبيه‌سازي هدايت ديناميك مولكولي (SMD)، دي‌ان‌اي تك رشته‌اي، نانوحفره گرافن عامل‌دار شده

193276

دانشگاه علم و صنعت ايران

حالت جامد

دكتر روح الله حاجي عبدالوهاب