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半柔性管状聚合物的微结构化蠕虫链模型(英文)
1
作者
刘小靖
王记增
《兰州大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期253-258,共6页
考虑半柔性管状聚合物的结构特征和构成材料的各向异性特性,建立了描述其统计热力学行为的微结构化蠕虫链模型,给出了半柔性管状聚合物拉伸特性与排斥体积的解析解.分析了微管这一典型管状聚合物的统计力学性质.结果表明,在1~20μm这一...
考虑半柔性管状聚合物的结构特征和构成材料的各向异性特性,建立了描述其统计热力学行为的微结构化蠕虫链模型,给出了半柔性管状聚合物拉伸特性与排斥体积的解析解.分析了微管这一典型管状聚合物的统计力学性质.结果表明,在1~20μm这一细胞生物学最重要的长度区间内,微管的抗拉刚度k和平均排斥体积V与其几何长度L之间的尺度关系分别为k^L^(-1.3)和V^L^(2.5),明显区别于经典聚合物的k^L^(-4)和V^L^4.微管这些独特的力学性质在其捕获与定位细胞器时发挥着重要作用.
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关键词
蠕虫链模型
持续长度
半柔性管状聚合物
微管
统计力学性质
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职称材料
基于单分子磁镊技术研究SARS-CoV-2复制转录的动态过程
2
作者
郭芊宏
陈晓敏
+1 位作者
郑志勤
樊军
《医用生物力学》
北大核心
2025年第4期895-901,共7页
目的为了阐明病毒复制转录中的动力学特征,建立病毒体外复制转录模型,利用单分子磁镊技术探究SARS-CoV-2 RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)体外复制转录的动态过程。方法以DNA片段为研究对象进行单分子磁镊系统...
目的为了阐明病毒复制转录中的动力学特征,建立病毒体外复制转录模型,利用单分子磁镊技术探究SARS-CoV-2 RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)体外复制转录的动态过程。方法以DNA片段为研究对象进行单分子磁镊系统的力场校正,随后构建RNA片段探究RdRp体外复制转录动力学。结果力场校正结果符合蠕虫链模型(worm-like chain model,WLC)。在30 pN力场下ssRNA链比dsRNA链长约0.3μm且能稳定延伸,RdRp的延伸平均合成速率3.27 nt/s,RdRp的持续合成活性为平均886 nt。结论实现了对单分子磁镊力场校正,通过实时监测RdRp体外复制转录起始、延伸和终止等阶段动力学表征,建立RdRp的体外复制转录模型。研究结果为进一步利用单分子磁镊技术研究病毒RdRp在不同体外环境下复制、转录和回溯等生理过程的动力学提供基础,同时为在体外研究不同药物对病毒复制转录过程的影响构建单分子磁镊模型。
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关键词
单分子磁镊
蠕虫链模型
RNA依赖的RNA聚合酶
复制转录
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职称材料
受约束高分子链的拉伸
被引量:
1
3
作者
李凯
叶天宇
王记增
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021年第10期1008-1023,共16页
高分子生物材料微观力学性质的定量刻画,以及先进生物微纳米技术与器件的发展,均需要定量分析生物大分子等高分子链在复杂微环境中的统计热力学性质与行为.在实现这一目标的过程中,连续介质力学与统计热力学的交叉研究扮演着很重要的角...
高分子生物材料微观力学性质的定量刻画,以及先进生物微纳米技术与器件的发展,均需要定量分析生物大分子等高分子链在复杂微环境中的统计热力学性质与行为.在实现这一目标的过程中,连续介质力学与统计热力学的交叉研究扮演着很重要的角色.针对这一领域的力学问题,该综述先从DNA分子的受力拉伸出发,通过引入描述高分子链统计热力学性质的几类理论模型,指出了蠕虫链相较其他理想随机链模型在描述半柔性高分子链力与构型变化关系时具有较为显著的优势,从而使得人们对高分子在复杂微环境下,统计热力学性质与行为的定性与定量认识在很大程度上取决于基于蠕虫链模型的相关研究进展.根据这一事实,通过回顾与梳理空间几何约束对高分子链随机构象分布影响、高分子链在拉力与约束同时作用的统计热力学建模、以及基于高性能计算机的高分子链统计物理性质仿真等各方面研究的现状,系统总结了蠕虫链在不同约束与受力微环境下,其统计热力学性质与行为研究的最新进展和依旧存在的挑战性难题.最后,通过总结分析,指出了蠕虫链在复杂微环境下的统计热力学研究是从分子与细胞尺度理解生命现象、发展先进微纳米技术以及构建软物质本构关系的重要基础,目前已成为极富挑战性的力学交叉科学前沿课题.
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关键词
高分子
链
DNA
蠕虫链模型
拉伸
约束
统计热力学
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职称材料
对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物自组装行为
4
作者
杨光
王传明
+1 位作者
唐萍
顾松园
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期1799-1809,共11页
基于蠕虫状链模型和高斯链模型的自洽场理论研究了对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物在二维空间中的相行为.在设定的计算参数下得到了多种该体系的热力学平衡态相结构,包括各向同性Isotropic相、各向异性Nematic相、层状Smectic-C相、...
基于蠕虫状链模型和高斯链模型的自洽场理论研究了对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物在二维空间中的相行为.在设定的计算参数下得到了多种该体系的热力学平衡态相结构,包括各向同性Isotropic相、各向异性Nematic相、层状Smectic-C相、四角柱状相、斜交型冰球状相、断层型冰球状相和稻粒状结构.与刚-柔两嵌段共聚物相比,对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物更容易形成Smectic-C相.在柱状相结构中,在柔性嵌段的牵伸作用下半刚性嵌段在液晶相区中相互穿插,从而形成菱形和长方形液晶相区.当取向相互作用较强时,半刚性嵌段沿长方形液晶相区的短边方向出现2次折叠.为进一步探索高分子折叠现象产生的原因以及液晶成核机理奠定了理论基础.
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关键词
对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物
自洽场理论
蠕虫
状
链
模型
自组装
链
折叠
液晶成核
机理
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职称材料
题名
半柔性管状聚合物的微结构化蠕虫链模型(英文)
1
作者
刘小靖
王记增
机构
兰州大学土木工程与力学学院
出处
《兰州大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期253-258,共6页
基金
Supported by Natural Science Foundation of China(11421062,11472119,11502103)
the Fundamental Research Funds for the Central Universities(LZUJBKY-2015-178)
文摘
考虑半柔性管状聚合物的结构特征和构成材料的各向异性特性,建立了描述其统计热力学行为的微结构化蠕虫链模型,给出了半柔性管状聚合物拉伸特性与排斥体积的解析解.分析了微管这一典型管状聚合物的统计力学性质.结果表明,在1~20μm这一细胞生物学最重要的长度区间内,微管的抗拉刚度k和平均排斥体积V与其几何长度L之间的尺度关系分别为k^L^(-1.3)和V^L^(2.5),明显区别于经典聚合物的k^L^(-4)和V^L^4.微管这些独特的力学性质在其捕获与定位细胞器时发挥着重要作用.
关键词
蠕虫链模型
持续长度
半柔性管状聚合物
微管
统计力学性质
Keywords
wormlike chain model
persistence length
semiflexible tubular polymer
microtubule
statistical mechanical property
分类号
O343.8 [理学—固体力学]
O414.19 [理学—理论物理]
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职称材料
题名
基于单分子磁镊技术研究SARS-CoV-2复制转录的动态过程
2
作者
郭芊宏
陈晓敏
郑志勤
樊军
机构
西南科技大学生命科学与工程学院
电子科技大学基础与前沿研究院
四川轻化工大学生物工程学院
绵阳市中心医院国家卫生健康委核技术医学转化重点实验室
出处
《医用生物力学》
北大核心
2025年第4期895-901,共7页
基金
国家自然科学基金项目(32101049)。
文摘
目的为了阐明病毒复制转录中的动力学特征,建立病毒体外复制转录模型,利用单分子磁镊技术探究SARS-CoV-2 RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)体外复制转录的动态过程。方法以DNA片段为研究对象进行单分子磁镊系统的力场校正,随后构建RNA片段探究RdRp体外复制转录动力学。结果力场校正结果符合蠕虫链模型(worm-like chain model,WLC)。在30 pN力场下ssRNA链比dsRNA链长约0.3μm且能稳定延伸,RdRp的延伸平均合成速率3.27 nt/s,RdRp的持续合成活性为平均886 nt。结论实现了对单分子磁镊力场校正,通过实时监测RdRp体外复制转录起始、延伸和终止等阶段动力学表征,建立RdRp的体外复制转录模型。研究结果为进一步利用单分子磁镊技术研究病毒RdRp在不同体外环境下复制、转录和回溯等生理过程的动力学提供基础,同时为在体外研究不同药物对病毒复制转录过程的影响构建单分子磁镊模型。
关键词
单分子磁镊
蠕虫链模型
RNA依赖的RNA聚合酶
复制转录
Keywords
single-molecule magnetic tweezers
worm-like chain model
RNA-dependent RNA polymerase
replicative transcription
分类号
R318.01 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
受约束高分子链的拉伸
被引量:
1
3
作者
李凯
叶天宇
王记增
机构
兰州大学土木工程与力学学院西部灾害与环境力学教育部重点实验室
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021年第10期1008-1023,共16页
基金
国家杰出青年科学基金(11925204)。
文摘
高分子生物材料微观力学性质的定量刻画,以及先进生物微纳米技术与器件的发展,均需要定量分析生物大分子等高分子链在复杂微环境中的统计热力学性质与行为.在实现这一目标的过程中,连续介质力学与统计热力学的交叉研究扮演着很重要的角色.针对这一领域的力学问题,该综述先从DNA分子的受力拉伸出发,通过引入描述高分子链统计热力学性质的几类理论模型,指出了蠕虫链相较其他理想随机链模型在描述半柔性高分子链力与构型变化关系时具有较为显著的优势,从而使得人们对高分子在复杂微环境下,统计热力学性质与行为的定性与定量认识在很大程度上取决于基于蠕虫链模型的相关研究进展.根据这一事实,通过回顾与梳理空间几何约束对高分子链随机构象分布影响、高分子链在拉力与约束同时作用的统计热力学建模、以及基于高性能计算机的高分子链统计物理性质仿真等各方面研究的现状,系统总结了蠕虫链在不同约束与受力微环境下,其统计热力学性质与行为研究的最新进展和依旧存在的挑战性难题.最后,通过总结分析,指出了蠕虫链在复杂微环境下的统计热力学研究是从分子与细胞尺度理解生命现象、发展先进微纳米技术以及构建软物质本构关系的重要基础,目前已成为极富挑战性的力学交叉科学前沿课题.
关键词
高分子
链
DNA
蠕虫链模型
拉伸
约束
统计热力学
Keywords
polymer chain
DNA
wormlike chain model
stretching
confinement
statistical thermodynamics
分类号
O369 [理学—流体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物自组装行为
4
作者
杨光
王传明
唐萍
顾松园
机构
上海石油化工研究院
聚合物分子工程国家重点实验室
出处
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期1799-1809,共11页
基金
国家自然科学基金(批准号:21304109
91127033)资助~~
文摘
基于蠕虫状链模型和高斯链模型的自洽场理论研究了对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物在二维空间中的相行为.在设定的计算参数下得到了多种该体系的热力学平衡态相结构,包括各向同性Isotropic相、各向异性Nematic相、层状Smectic-C相、四角柱状相、斜交型冰球状相、断层型冰球状相和稻粒状结构.与刚-柔两嵌段共聚物相比,对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物更容易形成Smectic-C相.在柱状相结构中,在柔性嵌段的牵伸作用下半刚性嵌段在液晶相区中相互穿插,从而形成菱形和长方形液晶相区.当取向相互作用较强时,半刚性嵌段沿长方形液晶相区的短边方向出现2次折叠.为进一步探索高分子折叠现象产生的原因以及液晶成核机理奠定了理论基础.
关键词
对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物
自洽场理论
蠕虫
状
链
模型
自组装
链
折叠
液晶成核
机理
Keywords
Symmetric coil-semiflexible-coil triblock copolymer
Self-consistent field theory(SCFT)
Worm-like chain model
Self-assembly
Chain folding
Nucleation mechanism of liquid crystal
分类号
O631.13 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
半柔性管状聚合物的微结构化蠕虫链模型(英文)
刘小靖
王记增
《兰州大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于单分子磁镊技术研究SARS-CoV-2复制转录的动态过程
郭芊宏
陈晓敏
郑志勤
樊军
《医用生物力学》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
受约束高分子链的拉伸
李凯
叶天宇
王记增
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2021
1
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下载PDF
职称材料
4
对称柔性-半刚性-柔性三嵌段共聚物自组装行为
杨光
王传明
唐萍
顾松园
《高等学校化学学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
0
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职称材料
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