ՀՀ ԳԱԱ Տեղեկագիր: Ֆիզիկա = Proceedings of the NAS RA: Physics

Исследование молекулярных переходов металл–ДНК–металл для секвенирования ДНК

Гаспарян, Л. Ф. and Мазо, И. A. and Симонян, В. В. and Гаспарян, Ф. В․ (2020) Исследование молекулярных переходов металл–ДНК–металл для секвенирования ДНК. ՀՀ ԳԱԱ Տեղեկագիր. Ֆիզիկա, 55 (1). pp. 104-116. ISSN 0002-3035

[img]
Preview
PDF
Download (1001Kb) | Preview

    Abstract

    Рассмотрен процесс секвенирования ДНК в твердотельных нанопорах. Проведено теоретическое моделирование ионного, термоионного и туннельных токов для нанопор с золотыми электродами, находящихся в водном растворе. Показано, что как ионный, так и термоионный токи на несколько порядков слабее, чем прямой туннельный ток, который достигает нескольких сотен нА. Различия между значениями прямых туннельных токов для четырех нуклеотидов ДНК, а также для пар нуклеотидов GC и TA, являются значительными, что позволяет легко идентифицировать каждый нуклеотид ДНК. Քննարկվել է պինդմարմնային նանոճեղքերով կատարվող ԴՆԹ-ի հաջորդականության որոշման գործընթացը: Մոդելավորվել են իոնային, ջերմաիոնային և թունելային հոսանքները կենսահեղուկներում տեղակայված ոսկու էլեկտրոդներով նանոճեղքերի համար: Ցույց է տրվել, որ ինչպես իոնային, այնպես էլ ջերմաիոնային հոսանքները մի քանի կարգով թույլ են, քան ուղղակի թունելային հոսանքը, որը հասնում է մի քանի հարյուր նԱ. Ուղիղ թունելային հոսանքների արժեքների տարբերությունները ԴՆԹ-ի չորս նուկլեոտիդների, ինչպես նաև GC և TA զույգ նուկլեոտիդների համար զգալի են, ինչը հեշտացնում է յուրաքանչյուր նուկլեոտիդի նույնականացումը: Վերլուծվել է նաև համապատասխան մոլեկուլային անցումների դիֆերենցիալ քվանտային հաղորդականության վարքագիծը: Կառուցվել են ԴՆԹ-ի չորս նուկլեոտիդների, GC և TA խմբերի թունելային հոսանքների և հաղորդականության հիստոգրամները: The process of DNA sequencing in solid-state nanopores is considered. Theoretical modeling of ionic, thermionic, and tunnel currents for nanopores with gold electrodes located in bio-liquids has been carried out. It is shown that both ionic and thermionic currents are several orders of magnitude weaker than the direct tunneling current, which reaches several hundred nA. The differences between the values of direct tunnel currents for four DNA nucleotides, as well as for GC and TA nucleotide pairs are significant, which makes it easy to identify each DNA nucleotide. The behavior of the differential quantum conductance of the corresponding molecular junctions is also analyzed. Histograms for tunnel currents and conductance for four DNA nucleotides and GC and TA nucleotides are plotted.

    Item Type: Article
    Additional Information: Մետաղ–ԴՆԹ–մետաղ մոլեկուլային անցման ուսումնասիրություն ԴՆԹ-ի հաջորդականության որոշման համար; Study of MolecularJunctions Metal–DNA–Metal for DNA Sequencing
    Uncontrolled Keywords: Գասպարյան Լ. Ֆ., Մազո Ի. Ա., Սիմոնյան Վ. Վ., Գասպարյան Ֆ. Վ., Gasparyan L. F., Mazo I. A., Simonyan V. V., Gasparyan F. V.
    Subjects: Q Science > QC Physics > Chemical Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: Professor Vladimir Aroutiounian
    Date Deposited: 18 Jun 2020 22:40
    Last Modified: 18 Jun 2020 22:40
    URI: http://physics.asj-oa.am/id/eprint/3931

    Actions (login required)

    View Item