دوره 20، شماره 1 - ( 12-1402 )
جلد 20 شماره 1 صفحات 52-43 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Zeynalzadeh A, Fathizadeh S. Engineering a biological detector using the piezo phototronic effect in DNA chains. lmj 2024; 20 (1) :43-52
URL: http://icml.ir/article-1-608-fa.html
URL: http://icml.ir/article-1-608-fa.html
زینال زاده امین، فتحی زاده سمیرا. مهندسی یک آشکارساز زیستی با استفاده از اثر پیزوفوتوترونیک در زنجیره های DNA. فصلنامه علمی پژوهشی لیزر در پزشکی. 1402; 20 (1) :43-52
گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده: (727 مشاهده)
اهداف: پیزوفوتوترونیک دانش نوظهوری است که در سالهای اخیر توجه محققان زیادی را به خود جلب کرده است. این پدیده مبتنی بر تاثیر همزمان تابش نور و تنش مکانیکی بر ترابرد الکتریکی مواد نیمهرساناست. در این کار، پدیده پیزوفوتوترونیک در زنجیرههای زیستی DNA مطالعه میشود. با بررسی همزمان این دو محرک خارجی میتوان بهترین شرایط را برای عبور جریان الکتریکی از توالیهای DNA بدست آورد و از آن برای طراحی آشکارسازهای اپتیکی و پیزوالکتریکی (پیزوفوتوترونیکی) استفاده کرد.
مواد و روش‌ها: در این کار، با مطالعه همزمان اثر تنش مکانیکی و نور تابشی به بررسی جریان عبوری از توالیهای مختلف DNA می‌پردازیم. ما از هامیلتونی مدل پیرارد، بیشاپ و داکسیوس(PBD) که با اثرات میدان الکتریکی نور تابشی توسط لیزر و تنش مکانیکی ناشی از یک نیروی خارجی تصحیح شده است، استفاده میکنیم. سپس با بدست آوردن معادلات تحول سیستم و محاسبه جریان الکتریکی عبوری از توالی مدنظر، ترابرد الکتریکی سیستم را مطالعه میکنیم.
یافتهها: نتایج نشان میدهند که با تغییرات ولتاژ نواحی شبهاهمی در نمودار مشخصه جریان - ولتاژ مشاهده می شود که برای طراحی یک ابزار الکتریکی رایج میتواند مورد استفاده قرار گیرد. سپس با افزایش ولتاژ، شیب نمودار مشخصه جریان - ولتاژ به منفی تغییر میکند، به عبارتی شاهد بروز پدیده مقاومت دیفرانسیلی منفی (NDR) هستیم. ناحیه NDR می تواند برای طراحی سوئیچهای قابل کنترل مورد استفاده قرار گیرد. مجدداً با افزایش ولتاژ شاهد تکرار متناوب این نواحی هستیم. بیشترین جریان از توالی CG-20 bp در دمای اتاق (300 K) عبور میکند و با افزایش دما جریان عبوری از توالی کاهش مییابد.
نتیجهگیری: تنش مکانیکی و تابش نور میتوانند از عوامل تاثیرگذار بر ترابرد الکتریکی یک سیستم زیستی برمبنای DNA باشد. میتوان گفت با تنظیم شدت و فرکانس نیروی اعمالی و نور تابشی میتوان جریان عبوری را کنترل کرد که در طراحی ابزارهای پیزوفوتوترونیکی کاربرد دارد. ابزارهای پیزوفوتوترونیکی، یکی از اجزای اصلی آشکارسازها و حسگرهای زیستی هستند که میتوانند در تشخیص بیماریها و علل آنها نقش بسزایی داشته باشند.
مواد و روش‌ها: در این کار، با مطالعه همزمان اثر تنش مکانیکی و نور تابشی به بررسی جریان عبوری از توالیهای مختلف DNA می‌پردازیم. ما از هامیلتونی مدل پیرارد، بیشاپ و داکسیوس(PBD) که با اثرات میدان الکتریکی نور تابشی توسط لیزر و تنش مکانیکی ناشی از یک نیروی خارجی تصحیح شده است، استفاده میکنیم. سپس با بدست آوردن معادلات تحول سیستم و محاسبه جریان الکتریکی عبوری از توالی مدنظر، ترابرد الکتریکی سیستم را مطالعه میکنیم.
یافتهها: نتایج نشان میدهند که با تغییرات ولتاژ نواحی شبهاهمی در نمودار مشخصه جریان - ولتاژ مشاهده می شود که برای طراحی یک ابزار الکتریکی رایج میتواند مورد استفاده قرار گیرد. سپس با افزایش ولتاژ، شیب نمودار مشخصه جریان - ولتاژ به منفی تغییر میکند، به عبارتی شاهد بروز پدیده مقاومت دیفرانسیلی منفی (NDR) هستیم. ناحیه NDR می تواند برای طراحی سوئیچهای قابل کنترل مورد استفاده قرار گیرد. مجدداً با افزایش ولتاژ شاهد تکرار متناوب این نواحی هستیم. بیشترین جریان از توالی CG-20 bp در دمای اتاق (300 K) عبور میکند و با افزایش دما جریان عبوری از توالی کاهش مییابد.
نتیجهگیری: تنش مکانیکی و تابش نور میتوانند از عوامل تاثیرگذار بر ترابرد الکتریکی یک سیستم زیستی برمبنای DNA باشد. میتوان گفت با تنظیم شدت و فرکانس نیروی اعمالی و نور تابشی میتوان جریان عبوری را کنترل کرد که در طراحی ابزارهای پیزوفوتوترونیکی کاربرد دارد. ابزارهای پیزوفوتوترونیکی، یکی از اجزای اصلی آشکارسازها و حسگرهای زیستی هستند که میتوانند در تشخیص بیماریها و علل آنها نقش بسزایی داشته باشند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
