CAJ | 학술논문

针对微流道内DNA等生物大分子动态变化问题,合理构建颗粒负载型流动系统.采用球一棒蠕虫链模型表示DNA链,应用布朗动力学对DNA在微流道内的运动轨迹进行数值模拟.利用有限元法求解Navier-Skoes方程,得到矩形微流道内3D稳定的压力流场速度分布,并根据Stokes定律,将其耦合到布朗动力学中,继而得到DNA在压力流场中的动态变化过程.模拟结果表明,流经3D微管道时,DNA链不仅会发生一定的变形,而且会在流场作用力、布朗随机力和DNA链弯曲作用力的综合作用下,朝向管道中心区域移动,所得DNA动态特性与试验结果吻合.当DNA浓度较低时,DNA在流场中的运动虽然会对微流道内流体的流动速度产生一定的反作用,但是这种反作用较为微弱.布朗动力学与有限元法相结合的数值模拟方法可应用到相关聚合物的研究领域中,拓宽微流控芯片和生物芯片的设计思路.
침대미류도내DNA등생물대분자동태변화문제,합리구건과립부재형류동계통.채용구일봉연충련모형표시DNA련,응용포랑동역학대DNA재미류도내적운동궤적진행수치모의.이용유한원법구해Navier-Skoes방정,득도구형미류도내3D은정적압력류장속도분포,병근거Stokes정률,장기우합도포랑동역학중,계이득도DNA재압력류장중적동태변화과정.모의결과표명,류경3D미관도시,DNA련불부회발생일정적변형,이차회재류장작용력、포랑수궤력화DNA련만곡작용력적종합작용하,조향관도중심구역이동,소득DNA동태특성여시험결과문합.당DNA농도교저시,DNA재류장중적운동수연회대미류도내류체적류동속도산생일정적반작용,단시저충반작용교위미약.포랑동역학여유한원법상결합적수치모의방법가응용도상관취합물적연구영역중,탁관미류공심편화생물심편적설계사로.