sohrab behnia
-
ما حسگرهای زیستی را بر اساس کروموزوم انسانی (توالی CH22) بررسی کردیم. نتایج نشان می دهد که انتقال الکترونیکی و اسپینی توالی CH22 به شدت به فرکانس و دامنه نور فرودی و تنش مکانیکی وابسته است. بر این اساس، در محدوده فرکانس مشخص شده از 4 به 5 تراهرتز (THz)، این سیستم قابلیت CH22 را برای انتقال حداکثر جریان الکتریکی نشان می دهد. علاوه بر این، با اعمال تنش طولی که با 4 نشان داده می شود، مشاهده می گردد که سیستم انتقال حداکثر جریان اسپین را تسهیل می کند. علاوه بر این، این مطالعه ظهور ناحیه ای با مقاومت دیفرانسیل منفی را در پاسخ به تغییرات ولتاژ بایاس نشان می دهد، پدیده ای که در غیاب نور فرودی و شیب DNA، حتی زمانی که تنش مکانیکی اعمال می شود، رخ نمی دهد. همچنین نتایج نشان داد که تنش مکانیکی مثبت نسبت به تنش منفی تاثیر بهتری بر تشکیل جریان اسپین دارد. ابزارهای تشخیص پزشکی مبتنی بر پلاریزاسیون اسپین جایگاه ویژه ای در پزشکی دارند. این حسگرها با کنترل دقیق پارامترهای موثر بر حمل و نقل الکتریکی و اسپین می توانند تغییرات بیومولکولی را با حساسیت بالا در محیط های بیولوژیکی تشخیص دهند که می تواند تغییر اساسی در طراحی سیستم های نظارت پزشکی مدرن ایجاد کند.کلید واژگان: مواد زیستی, آشکارساز زیستی, اپتوالکترونیک, اسپینترونیک, پیزواسپینترونیکThis study investigated biosensors based on the human chromosome (CH22 sequence. The results showed that the electronic and spin transfer of the CH22 sequence is strongly dependent on the frequency and amplitude of incident light and mechanical stress. Accordingly, within the specified frequency domain of 4 to 5 terahertz (THz), the system demonstrates the CH22 capability to transfer the maximum electric current. Furthermore, upon the application of longitudinal stress quantified strain which is denoted by (S1=4), it is observed that the system facilitates the transmission of the maximal spin current. Furthermore, this study showed the emergence of a region of negative differential resistance in response to bias voltage changes, a phenomenon that does not occur in the absence of incident light and DNA tilt, even when mechanical stress is applied. Also, the results showed that positive mechanical stress has a better effect on the formation of spin flow than negative stress. Medical diagnostic tools based on spin polarization have a special place in medicine. By accurately controlling the parameters affecting electrical and spin transport, these sensors can detect biomolecular changes with high sensitivity in biological environments, which can create a fundamental change in the design of modern medical monitoring systems.Keywords: Biological Materials, Biological Detector, Optoelectronics, Spintronics, Piezospintronics
-
اهداف
عملکرد و رفتار سلول ها به بیان ژن بستگی دارد که فرآیند اصلی زندگی است. با این حال، مدل های بیان ژن باید عوامل محیطی را بهتر در نظر بگیرند. این مطالعه مدل جدیدی را معرفی می کند که تاثیر pH را بر تنظیم و کنترل بیان ژن در خود جای می دهد.
مواد و روش هااین مدل برای داده های بیان ژن اعمال شد. این سیستم با استفاده از طیف چندفراکتال، که غیرخطی بودن بیان ژن را نشان می دهد، آنالیز شد.
یافته ها:
تجزیه و تحلیل نشان داد که بیان ژن به PH اسیدی و قلیایی پاسخ متفاوتی میدهد. همچنین نشان داد که سطوح کمتر mRNA مربوط به ثبات سیستم بالاتر است.
نتیجه گیری:
برای یافتن کمترین و بالاترین سطح رونویسی از شرایط داخلی و خارجی سلول استفاده شد.
کلید واژگان: بیان ژن, Ph محیط, آشوب, طیف مولتی فرکتال, یونیزاسیونObjectiveThe function and behavior of cells depend on gene expression, which is the main life process. However, gene expression models need to account for environmental factors better. This study introduces a new model that incorporates the effect of pH on gene expression regulation and control.
MethodThe model was applied to gene expression data. The system was analyzed using the multifractal spectrum, which captures the non-linearity of gene expression.
ResultsThe analysis revealed that gene expression responds differently to acidic and alkaline pH. It also demonstrated that lower mRNA levels correspond to higher system stability.
ConclusionThe cell's internal and external conditions were used to find the lowest and highest transcription levels.
-
بیان ژن به عنوان پدیده ای شناخته می شود که زندگی انسان را شکل می دهد. این پدیده بسیار پیچیده، از دو مرحله رونویسی و ترجمه شکل گرفته است. با توجه به اینکه دما ساعت زمانی سیستم های زیست شناختی است، در مطالعه حاضر، تاثیر دمای محیط از راه ترموستات نوز- هوور در الگو سازی ریاضی بیان ژن انجام شده است. در کار حاضر از رویکرد نمای لیاپانوف برای بررسی اثر کمیت های کنترل بر بیان ژن، از جمله سرعت تخریب mRNA و پروتیین ها، یافتن نقاط بحرانی (محدودیت های مرزی پدیده)، مقادیر مرزی سطح mRNA و پروتیین استفاده شده است. سرعت تخریب در فرآیند سنتز پروتیین با کمک رویکرد نمای لیاپانوف بررسی شده است. این مطالعه نشان داد که دمای 306 کلوین دارای بیشینه سطح رونویسی mRNA برای باکتری اشریشیا کلی است. همچنین از راه رویکرد آشوب تایید شد که افزایش نرخ تخریب mRNA منجر به افزایش رونویسی و در نتیجه افزایش آشوبناکی سیستم می شود.
کلید واژگان: رونویسی ژن, نمای لیاپانوف, طیف مولتی فرکتال, دمای محیطGene expression is known as a phenomenon that shapes human life. This very complex phenomenon is formed from two stages: transcription and translation. In this study, we used the Nose-Hoover thermostat to model the effect of ambient temperature on gene expression since temperature regulates the biological clock of living systems. We have used the Lyapunov exponent approach to investigate the effect of control parameters on gene expression, including the degradation rates of messenger RNA and proteins, and to find critical points (phenomenon boundary limits), mRNA, and protein level boundary values. The rate of degradation in the process of protein synthesis has been investigated with the help of the Lyapunov exponent approach. According to this study, the optimal temperature for the production of mRNA molecules by Escherichia coli bacteria is 306 Kelvin. The study also used the chaos approach to show that the faster the mRNA molecules are degraded, the more they are transcribed, and the more chaotic the system becomes.
Keywords: Gene transcription, Lyapunov exponent, Multi-fractal spectrum, Environmental temperature -
ژن یک عامل کد کننده اطلاعات ژنتیکی و واحد اصلی وراثت است. بیان ژن پدیده ای است که از دو مرحله پیچیده رونویسی و ترجمه تشکیل شده است. در این مطالعه، با توجه به اهمیت پدیده بیان ژن، به بررسی تحول سلول مخمر ساکارومایسس سرویزیه پرداخته شده است. برای روشن شدن صحت نتایج به دست آمده، از داده های تجربی روی سلول مخمر ساکارومایسس سرویزیه از بانک ژن استفاده کرده ایم. ما از نظریه آشوب برای مطالعه بیان ژن به دلیل دینامیک غیرخطی این پدیده استفاده می کنیم. نتایج به دست آمده پیش بینی می کند که با افزایش میزان تخریب در نرخ آرنای پیام رسان به 0.03، به مقدار آستانه برای پدیده بیان ژن رسیده ایم. همچنین، ما تشخیص داده ایم که افزایش رونویسی با افزایش نرخ تخریب آرنای پیام رسان مرتبط است. مقدار بهینه نرخ تاخیر رونویسی (18.2 دقیقه) و مقدار نرخ تخریب پروتیین (0.03) به دست آمد. تطابق خوبی بین نتایج تجربی و نظری وجود داشت.
کلید واژگان: بیان ژن مخمر ساکارومایسیس سرویزیه, سیستم دینامیکی غیر خطی, نظریه آشوبGene is a factor encoding genetic information and the basic unit of inheritance. Gene expression is a phenomenon consisting of two complex stages of transcription and translation. In this study, the yeast cell of Saccharomyces cerevisiae evolution is investigated due to the importance of the gene expression phenomenon. To clarify the accuracy of the obtained results, we have used experimental data on the Saccharomyces cerevisiae yeast cell from the gene bank. We are using chaos theory to study gene expression due to the nonlinear dynamics of the phenomenon. The obtained results predict that, by increasing the rate of degradation in the messenger arena to 0.03, we have reached the threshold value for the gene expression phenomenon. Also, we have recognized that increased transcription is associated with an increased mRNA degradation rate. The optimal values of transcription delay rate (18.2 min) and protein degradation rate (0.03) were obtained. There was a good agreement between the experimental and theoretical results.
Keywords: Gene Expression, Nonlinear dynamics, Chaos approach -
مقدمه
امروزه پیشرفت های قابل توجهی در جهت استفاده از مواد بیولوژیکی تجدیدپذیر به عنوان ابزار ذخیره انرژی، به وجود آمده است. این ابزارها به عنوان راه حلی برای مشکل آلودگی و ناپایداری با توانایی ذخیره سازی انرژی به شمار می روند. از طرفی تبدیل گرما به توان تولیدی به صورت کاربردی بسیار قابل توجه است. بر این اساس استفاده از یک سیستم بیولوژیکی به عنوان ابزار ترموکارنت و ترموپاور می تواند بسیار جذاب و مورد توجه باشد.
روش بررسیدر این مطالعه، برای مطالعه توانایی تولید جریان ناشی از گرادیان دما از یک سیستم فتوسنتزی، کلروزوم، استفاده کرده ایم. به منظور اعمال حرارت روی سلول و بررسی شرایط ایجاد و هدایت جریان های الکتریکی ناشی از حرارت محیط از لیزر مادون قرمز استفاده می شود. سیستم تحت تابش نور لیزر قرار گرفته و گرم می شود که برای بررسی اثرات گرمایی ناشی از تابش لیزر از مدل سازی تماس مستقیم سیستم با ترموستات کوانتومی استفاده کرده ایم. از طرفی، به منظور به دست آوردن ضریب سی بک از الکترودهای فلزی استفاده کرده ایم تا بتوانیم در دو انتهای سیستم اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد کنیم.
یافته هامقدار جریان عبوری و مقدار ولتاژ تولیدی به ازاء گرادیان دمای متفاوت حالت صعودی داشته و حداکثر می تواند به مقدار 36.6 nA و V 0.3 دست پیدا کند که امکان طراحی و ساخت ابزارهایی با توان nW 11.1 را به ما می دهد. ضریب سی بک به مقداری برابرmV/K 41.916~ رسیده که نسبت به دیگر سیستم های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. نمودار دماهای 30 و 50 کلوین را برای حداکثر جریان عبوری از سیستم مشخص کرده است. نمودار توزیع ترازها و بعد فرکتالی نشان دهنده پایداری کامل و غیرجای گزیده بودن سیستم به ازاء این گرادیان دما و ولتاژ است.
نتیجه گیریکرموفورها به عنوان منابع جذب در محیط های بکارگیری پرتو لیزر می توانند به عنوان چشمه هایی برای افزایش فرایند جذب و تبدیل شار فوتونی لیزر به چشمه الکترونی و یا فونونی عمل کنند و امکان کنترل و هدایت فرایند انتقال انرژی چشمه فوتونی را به محیط های مورد نیاز فراهم نمایند. مطالعه حاضر به طراحی و مهندسی چشمه های نوری بر مبنای سیستم فتوسنتزی برای افزایش کارایی در فرایند جذب تابش لیزر می پردازد. مقدار جریان الکتریکی بدست آمده و توان تولید شده برای سیستم در حدی است که قابل مقایسه با دیگر سیستم های بیولوژیکی و نشان دهنده قابلیت این سیستم ها به عنوان ابزار ترموکارنت و ترموپاور است. ضریب سی بک نیز نسبت به دیگر سیستم های بیولوژیکی مقدار قابل توجهی است. از طرفی، سیستم در مقابل گرادین دمای ناشی از تابش نور و ولتاژ اعمالی به صورت پایدار و غیرجای گزیده رفتار می کند.
کلید واژگان: سیستم فتوسنتزی, ترموکارنت, ضریب سی بک, توزیع آماری ترازها, بعد فرکتالی -
امروزه به خاطر قابلیت های نظریه های آشوب و شبکه عصبی و به کارگیری این دو مدل در بازارهای مالی به خصوص بازار فراورده های نفتی موردتوجه خاصی قرار گرفته است. در این پژوهش، مقادیر قیمت روزانه سهام فراورده نفتی ایران در طی آذر ماه 1386 تا خرداد ماه 1396 موردبررسی قرار گرفته است. با توجه به ماهیت غیرخطی داده های مالی، نظریه آشوب به منظور مطالعه میزان آشوبناکی سری زمانی مورداستفاده قرار گرفته است. نظریه آشوب بر مبنای نمای لیاپانف و بعد فراکتالی به مطالعه سری های زمانی ناشی از سیستم های دینامیکی غیرخطی اقدام می کند. در نظریه آشوب ابتدا با استفاده از نمودارهای لیاپانف و سطح مقطع پوانکاره و اندازه گیری بعد همبستگی امکان وجود آشوب در سری زمانی ارزش روزانه سهام فراورده نفتی ایران بررسی شده است. در ادامه، با استفاده از تخمین زمان تاخیر به دست آمده از روش میانگین اطلاعات متقابل و همچنین بعد محاط با به کارگیری از الگوریتم نزدیک ترین همسایه های کاذب، نمودار لیاپانف ترسیم شده است. نتایج نمودارهای لیاپانف و سطح مقطع پوانکاره دلالت بر وجود آشوب در سری زمانی تحت بررسی دارد. با توجه به اثبات آشوب در این سری زمانی، غیرخطی بودن آن نتیجه گرفته شد؛ بنابراین، برای پیش بینی قیمت های آتی سهام فراورده نفتی کشور یک شبکه عصبی مناسب طراحی و بهترین الگو انتخاب گردید و آن با ضریب همبستگی 0.99 حاکی از دقت خوب در مدل سازی قیمت این صنایع دارد و می تواند جهت پیش بینی قیمت آتی آن مورداستفاده قرار گیرد.کلید واژگان: آشوب, بهبود پیش بینی, شبکه های عصبی مصنوعی, سیستم های دینامیکی غیرخطی, سری های زمانیToday, special attention has been paid to the capabilities of chaos theories and neural networks and the application of these two models in financial markets, especially petroleum products. In this study, daily values of stocks of Iranian petroleum products during December 2007 to June 2016 have been studied. Due to the nonlinear nature of financial data, chaos theory is used to study the chaotic amount of time series. The chaos theory based on Liapanov's exponent and fractal dimension studies the time series caused by nonlinear dynamic systems. In chaos theory, first, using the Lyapanov diagrams and the Poincaré surface of section map and measuring the correlation dimension, the possibility of chaos in time series of daily value of oil products in Iran is investigated. Then, the Lyapunov diagram is plotted using the delay time estimation obtained from the method of the average of mutual information and embedding dimension using the algorithm of the false nearest neighbors. The Lyapunov map and the Poincaré surface of section indicate a chaos in the investigated time series. According to the provocation of chaos in this time series, its nonlinearity was deduced. Therefore, a suitable neural network was designed and the best model was selected to predict the future prices of petroleum products stock with a correlation coefficient of 0.99831 and the error of the training data is 0.0012 and the error of the test data is 0.002 that indicating good accuracy in modeling the price of these industries and can be used to predict its future price.Keywords: Chaos, Prediction, Artificial neural network, nonlinear dynamic systems, Time series
-
مقدمه
ویژگی های اپتوالکترونیکی مواد زیستی از زمینههای مطالعاتی نوظهور در حال پیشرفت است. در طی سال های متمادی، DNA به دلیل اینکه نسبت به جریان بار و اسپین خاصیت رسانایی از خود نشان داده است، در ساختارهای نانوالکترونیک مورد توجه قرار گرفته است.
روش بررسیدر این کار ما سعی کرده ایم از DNA به عنوان یک مولکول زیستی برای طراحی یک سویچ اپتیکی و بررسی خواص اپتیکی غیرخطی استفاده کنیم. در این راستا از توالی طبیعی ژنوم ویروس دلتای هپاتیت استفاده شده است تا بتوان از خاصیت سازگاری با بدن انسان بهره برد. در این مطالعه از مدل PBD به انضمام مدل نردبانیCL برای بررسی سیستم با استفاده از رهیافت آشوب استفاده کرده ایم.
یافته هاسری زمانی جریان الکتریکی عبوری نشان دهنده رفتار غیر خطی توالی ویروس می باشد. همچنین با بررسی جریان بر حسب دامنه نور فرودی، محدوده هایی که در آن سیستم نسبت به جریان فرودی حساسیت بالایی دارد، مشخص می شود و با مطالعه نمودار مشخصه جریان-ولتاژ می توان محدوه ای که در آن پدیده اهمی و مقاومت دیفرانسیلی منفی آشکار می شود را مشخص کرد. همچنین محدوده دمایی که در آن سیستم رفتار بهینه ای از خود به نمایش می گذارد، مشخص می شود.
نتیجه گیریبا تغییر فرکانس و دامنه نور فرودی پاسخ الکتریکی زنجیره DNA به تابش نور بررسی شده است. در مقدار دامنه نور و به ترتیب شاهد عبور بیشترین و کمترین جریان الکتریکی از سیستم هستیم. سری زمانی جریان عبوری از DNA می تواند رفتار این سیستم با گذر زمان را نشان دهد که با افزایش زمان اندازه گیری، شاهد رفتارغیرخطی سیستم خواهیم بود. با افزایش دمای محیط در حالت کلی شاهد سیر نزولی جریان عبوری هستیم تا جایی که در دمای ذوب (K 355) کمترین جریان از سیستم عبور می کند و تقریبا می توان گفت سوییچ در حالت خاموش قرار می گیرد. از سوی دیگر، نمودار مشخصه I-V مناطق شبه اهمی و NDR را نشان می دهد که عرض این نواحی در محدوده های ولتاژ متفاوت تغییر می کند.
کلید واژگان: اپتوالکترونیک, دی ان ای, منحنی مشخصه جریان-ولتاژ, مقاومت شبه اهمی, مقاومت دیفرانسیلی منفی -
جستجو برای یافتن چشمه های انرژی تجدید پذیر تبدیل به چالش مهمی در پیش روی محققان شده است. در سالهای اخیر ترموالکتریسیته به عنوان یک مولد انرژی الکتریکی پاک و سبز شناخته شده است. پدیدهای ترموالکتریک در رژیم غیرخطی حوزه جدیدی در تحقیقات را تشکیل می دهند که پیش بینی می شود کارآیی ترموالکتریک را افزایش بدهند. به نظر می رسد مواد ترموالکتریک ارگانیک (TM) به دلیل دارا بودن ویژگی های خاص خود، فرصت منحصر به فردی را در توسعه مواد ترموالکتریک تجزیه پذیر زیستی، انعطاف پذیرو هوشمند فراهم می کنند. در این مطالعه، ترموالکتریک غیرخطی مبتنی برنانوملکول دی.ان.آ را توصیف می کنیم. مشاهده می شود که با استفاده از اختلاف دما بین منبع و گیرنده، جریان الکتریسیته محسوسی تولید می شود. با تنظیم اختلاف دما، پدیده مقاومت دیفرانسیلی ترموالکتریک منفی (NDTER) را می توان به دست آورد. NDTER به پدیده ای اشاره دارد که در آن جریان الکتریکی با افزایش اختلاف دما کاهش می یابد. علاوه بر این، با تنظیم تفاوت دما بین مخازن سرد و گرم و تغییر درجه حرارت مخزن داغ، جریانهای بار برای جهت در دو جهت متضاد ΔT متفاوت است. این چیزی است که یکسوساز ترموالکتریک نامیده می شود.کلید واژگان: دی, ان, آ, ترموالکتریک ارگانیک زیستی, یکسوساز ترموالکتریک, مقاومت دیفرانسیل ترموالکتریک منفیSources of renewable energy are a major global concern for researchers. In recent years, the thermoelectric power generation from waste heat has appeared as a green and clean energy competitor. Recently, nonlinear thermoelectric phenomena constitute a new area of research, anticipated to enhance thermoelectric response. Organic thermoelectric materials (TM) has been appeared as superior TMs, since they are non-toxic, eco-friendly, and low cost. Herein, bio-organic materials provide a unique opportunity in developing bio-degradable, flexible and smart TM. In this work, we describe nonlinear phonon-thermoelectric DNA based nano devices, driven by temperature biases. Remarkably, we found that by applying a temperature difference between the source and drain, the sensible electric current is generated. The temperature of the hot thermostat and the temperature bias are considered as a control parameter. By modulating the temperature bias, NDTER phenomenon can be achieved. NDTER is referred to a phenomenon in which the charge current decreases by increasing the temperature bias. Moreover, by fixing the temperature bias between cold and hot reservoirs and varying the temperature of hot reservoir, the charge currents are different for the forward and reverse directions of ∆T. This is what called as a thermoelectric rectification.Keywords: DNA, bio-organic thermoelectric, Thermoelectric rectification, Negative differential thermoelectric resistance
-
مطالعه ی گذار فلز به عایق در نانو لوله گرافنی نقص دار با اعمال میدان الکتریکی : رهیافت آشوب کوانتومیگذار فلز به عایق در یک نانو لوله ی تک جداره گرافنی در حضور ناکاملی ها با استفاده از تئوری آشوب کوانتومی بر مبنای هامیلتونی تنگ بست مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که اعمال میدان الکتریکی در امتداد محور نانو لوله نقص دار موجب گذار از فاز رسانا به عایق می شود. با استفاده تحلیل طیف انرژی و تحلیل مولتی فرکتالی، مقدار آستانه ی میدان الکتریکی برای بروز پدیده گذار تعیین شد. نتایج بیانگر آن است که نانو لوله نقص دار در غیاب میدان الکتریکی رفتار فلزی از خود نشان می دهد. با افزایش تدریجی میدان الکتریکی ، تابع توزیع ترازی از حالت ویگنری (گسترده) به تابع توزیع پواسونی (جایگزیده) تبدیل می شود طوریکه به ازای مقدار آستانه میدان الکتریکی، سیستم کاملا به صورت پوا سونی رفتار می کند.کلید واژگان: گذار فلز به عایق, نانولوله گرافنی, نا کاملی, میدان الکتریکی, تئوری آشوب کوانتومیBy employing quantum chaos theory, metal-insulator transition have been investigated in a single-walled graphene nanotube which is affected by vacancies based on the tight-binding Hamiltonian. Our obtained results indicate that applying electric field along the axis of the defected graphene nanotube caused metal to insulator transition. Using spectral and multifractal analysis, the threshold value of electric field is determined. The results show that the in the absence of electric field, the defected nanotube shows metallic behavior with Wigner distribution. By increasing the value of the electrical field, level spacing distribution changes from Wigner (delocalized) to Poisson (localized) distribution. Such that for the threshold value of the electrical field, Poisson level spacing sets in.Keywords: Metal-insulator transition, Graphene nanotube, Defect, electric field, Quantum chaos theory
-
مقدمه
اعمال شرایط محیطی مختلف به سامانه های زیستی جهت بررسی و ایجاد جریان های اسپینی از زمینه های مطالعاتی نو ظهور در حال پیشرفت است. اخیرا بررسی جریانهای اسپینی با اعمال دما به عنوان اثرات محیط توجه دانشمندان زیادی را به خود اختصاص داده است. از طرفی در علم اسپینترونیک از اسپین و جریانهای اسپینی الکترون به منظور پردازش، حفظ و انتقال امن اطلاعات استفاده می شود. با توجه به کاربردهای گسترده لیزر در علوم پزشکی، در این مطالعه با به کارگیری لیزر مادون قرمز به منظور اعمال حرارت روی سلول به بررسی شرایط ایجاد و هدایت جریان های اسپینی ناشی از حرارت محیط پرداخته میشود.
روش بررسیبرای این منظور، توالیهای مختلف مولکول DNA به عنوان مولکول مرکزی، تعبیه شده در حمام حرارتی جهت شبیه سازی اثرات محیطی (که در این مطالعه پرتو نور لیزر می باشد) را در نظر می گیریم و از دو انتها زنجیره مولکول را به الکترودهایی در ولتاژهای قابل کنترل متصل میکنیم. با تغییر ولتاژ الکترودها و فرکانس حمام در طول توالیهای مختلف، شرایط ایجاد جریان های اسپینی بررسی میشود.
یافته هادر تعداد جفت بازهای کمتر، سیستم، رفتار جایگزیده از خود نشان میدهد. نتایج به دست آمده با به کارگیری ابزارهای آشوب کوانتومی مشخص میکند که با افزایش طول توالی در زنجیره DNA تقارنهای سیستم شکسته و تابع موج اسپینی سیستم از حالت جایگزیدگی خارج می شود و سیستم به سمت ایجاد جریانهای اسپینی میرود.
نتیجه گیریبا استفاده از تغییرات ایجاد شده در محیط سلولی ناشی از تابش لیزر میتوان سیستمی برای ایجاد و هدایت جریانهای اسپینی طراحی کرد به طوری که بتوان با به کارگیری جریان های اسپینی، ذخیره و انتقال اطلاعات در اسپینترونیک مولکولی را بهبود داد.
کلید واژگان: اسپینترونیک, دی ان ای, آشوب کوانتومی, لیزر, حمام حرارتی -
مقدمهدر سال های اخیر توجه زیادی به فناوری بلورهای فوتونیکی معطوف شده است. امکان ساخت حسگرهای با حساسیت بالا از مهم ترین کاربردهای بلورهای فوتونیکی در شاخه پزشکی است. افزون بر این، تولید کم هزینه زیست حسگرهای بلور فوتونیکی از دیگر مزایای آن ها به شمار می رود. از دیگر سو، گذار بین حالت های جایگزیده و ناجایگزیده از موضوع های مورد علاقه در سال های اخیر بوده است. مطالعه حاضر گذار بین این حالت ها را برای یک بلور فوتونیکی غیر متناوب مورد مطالعه قرار می دهد. هدف از انجام مطالعه، بررسی امکان جایگزیدگی نور در چنین بلورهایی است. بدین منظور مدل تنگ-بست یک بعدی با در نظرگرفتن جهش فوتون به دومین همسایگی نزدیک در نظر گرفته می شود. نتایج حاصل از نظریه جایگزیدگی بیانگر این است که برای ثابت جهش صفر، فوتون جایگزیده می باشد و با افزایش مقدار ثابت جهش به همسایه دوم، طول جایگزیدگی فوتون افزایش می یابد و تابع موج فوتون گسترده می شود. در مقابل، مشاهدات حاصل از نظریه آشوب کوانتومی نشان می دهد که برای ثابت جهش صفر، تابع توزیع نسبت فاصله ترازی متوالی از تابع توزیع پواسونی تبعیت می کند و با افزایش مقدار ثابت جهش به سمت تابع توزیع ویگنر-دایسون میل می نماید در نتیجه در حالت گسترده، افت و خیز ترازهای انرژی با آمار آنسامبل جی ا ئی توصیف می شود.روش بررسیمطالعه رفتار الکتریکی ساختارهای بلوری دارای نقص در قالب نظریه جایگزیدگی اندرسون ممکن است. در مطالعه حاضر نیز با اساس قرار دادن این نظریه از روش ماتریس انتقال و طول جایگزیدگی به منظور بررسی رفتار جایگزیده فوتون در بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک بعدی بهره می گیریم.یافته هادر پژوهش حاضر، طول جایگزیدگی توابع موج فوتونی به ازای مقادیر متفاوت انرژی و در حضور احتمال جهش به همسایه دوم با شدت های متفاوت محاسبه شد. مطالعه حاضر که برمبنای تعمیم مدل تنگ-بست انجام گرفته است، نشان می دهد در گستره خاصی از انرژی می توانیم شاهد گذار بین حالت های جایگزیده و ناجایگزیده باشیم و در نتیجه بلور فوتونیکی مورد مطالعه قابلیت انتقال فوتون را خواهد داشت.نتیجه گیریدر پژوهش حاضر امکان جایگزیدگی فوتون در یک بلور فوتونیکی غیرمتناوب یک بعدی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد در شرایط خاصی می توان شاهد گذار بین حالت های گسترده و جایگزیده بود که همین موضوع اتفاق امیدوارکننده ای در حوزه ساخت نانوابزارهای فوتونیکی به منظور کاربرد در حوزه پزشکی می باشد.کلید واژگان: بلور فوتونیکی, نظریه آشوب کوانتومی, توزیع نسبت فاصله ترازی متوالی, گذار جایگزیده-ناجایگزیده, طول جایگزیدگی
-
مقدمه
ایجاد جریانهای اسپینی بهوسیله اعمال گرادیان دما توجه دانشمندان زیادی را بهخود جلبکرده است. زمینه اسپینترونیک از اسپینالکترون برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده میکند و اسپینکالریترونیک، جریانهای اسپینی را به حرارت مرتبط میسازد. ما از DNA بهعنوان مولکولی آلی برای بررسی پدیده اسپینکالریترونیک استفاده کردهایم. در مطالعه حاضر بهمنظور ایجاد گرادیان دما از لیزر مادون قرمز استفاده شد. در این کار، ما توانستیم محدودهای از میدانهای خارجی را که در آن بیشترین جریان اسپینی تولید میشود، بهدست آوریم. بدینترتیب میتوانیم از زنجیرههای DNA بهعنوان یک ابزار اسپینترونیک برای انتقال اطلاعات امن در محیطهای بیولوژیکی استفاده کنیم.
روش بررسیبا درنظرگرفتن مدل PBH تصحیحیافته نسبتبه درجه آزادی اسپین، به بررسی ترابرد اسپینی مولکول DNA در حضور گرادیان دما و عوامل خارجی دیگر ازجمله میدان الکتریکی و مغناطیسی پرداخته شد. گرادیان دما ازطریق لیزر مادون قرمز به سیستم اعمال شد. برای تحلیل سیستم از رهیافت آشوب استفاده شد.
یافته هانتایج حاصلاز انجام پژوهش حاکیاز آن است که جریانهای پلاریزه اسپینی درحضور گرادیان دما خلق میشود. همچنین با اعمال میدانهای مغناطیسی و الکتریکی خارجی، بهترین محدوده میدان برای بیشترین شارش جریان اسپینی مشخص شد.
نتیجه گیریبا مشخص شدن محدوده مناسبی از میدانهای خارجی درحضور گرادیان دما، که در آن به سیستم بیولوژیک آسیب وارد نمی-شود، میتوان بیان کرد که انتقال امن اطلاعات در این محیطها را شاهد هستیم.
کلید واژگان: اسپین کالریترونیک, DNA, گرادیان دما, پلاریزاسیون اسپینی, لیزر -
از دیدگاه فیزیک آماری باز شدن محلی DNA یک پدیده ی جذاب به شمار می آید. دناتوراسیون محلی مارپیچ دوگانه DNA یک الگوی اساسی برای توابع بیولوژیکی مانند تکرار و رونویسی از DNA می باشد. مدل های مزوسکوپی مانند دو مدل PB و PBD دقت زیادی برای نشان دادن منحنی دناتوراسیون و انتقال فاز در حد ترمودینامیکی دارند، بر این اساس در این مقاله با استفاده از کسر مولکول های باز شده و همچنین کسر جفت بازهای باز شده در رشته دوگانه DNA، به مقایسه نحوه احتمال تشکیل حباب در دو مدل گفته شده پرداخته شده است. همچنین با استفاده از طیف ابعاد رنی به بررسی نقاط پیش ذوب و دمای دناتوراسیون در مدل PBD پرداخته شده است. بعد رنی بعنوان ابزاری برای تایید نتایج قبلی و پیشگویی نتایج مورد استفاده قرار گرفته است که بخوبی می تواند نقاط بحرانی سیستم را مشخص کند. در نهایت مشخص می شود مدل غیر خطی PBD به صورت بهتر و جامع تر منحنی تشکیل حباب را نشان داده است.کلید واژگان: دی ان آ, حباب, دناتوراسیون, ذوب دی ان آThe local opening of DNA is an intriguing phenomenon from a statistical physics point of view. The denaturation of the double helix is a template for fundamental biological functions such as replication and transcription in evolving the formation of local fluctuational openings. Mesoscopic models, like the PB model and PBD model, have fairly accurately reproduced some experimental denaturation curves and the sharp phase transition in the thermodynamic limit. Here, using the fraction of open base-pairs and fraction of open molecules in the double-stranded state, we have compared the possibility of bubble formation in models. Also, it can be concluded that the Renyi dimension (Dq) is the characteristic signature of pre-melting and thermal denaturation of DNA. Renyi dimension has been used for verification and prediction the results which has determined the critical point of system. Finally, it was clear that the PBD model explain clearly the process of creating of bubble in DNA and its dynamics.Keywords: DNA, bubble, denaturation, DNA melting
-
مقدمهتوسعه پالسهای فوق سریع لیزری ما را قادر به استفاده از اندرکنشهای قوی و جایگزیده اپتیک غیرخطی و دستکاری اپتیکی در داخل سلولهای زنده در مقیاس نانو نموده است. در نقطه تمرکز، چگالی توان نور بالا بوده و هر پالس باعث ایجاد یک حباب میکروسکوپی می شود که بافت سلولی اطراف خود را از هم جدا می کند. از تجمع هزاران حباب در کنار یکدیگر می توان یک برش بسیار ظریف در بافت سلولی ایجاد نمود. بهعلت دارا بودن بازده تبدیل بالا، تولید و جذب نور فرابنفش میتواند بهعنوان یک فرآیند احتمالی در نقطه تمرکز اتفاق افتد. علاوهبراین، نور فرابنفش میتواند نزدیک به نقطه کانونی توسط پدیده تولید هارمونیک سوم ایجاد شود. از این رو، مطالعه پایداری پدیده تولید هارمونیک سوم در کاربردهای پزشکی ازجمله نانوجراحی از اهمیت بالایی برخوردار است.روش بررسیمطالعه پایداری پدیده تولید هارمونیک سوم را با بررسی رفتار نور در داخل یک بلور اپتیکی با پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم انجام میدهیم. برای این منظور، با توصیف کوانتومی پدیده به مطالعه جایگزیدگی نور با استفاده از نسبت وارون اشغال و آمار افت و خیر ترازهای انرژی میپردازیم. با استفاده از تحلیل این دو پارامتر میتوان ویژگی گستردگی توابع موج نور را مورد بررسی قرار داد. برای یک تابع موج کاملا گسترده، مقدار نسبت وارون اشغال برابر با معکوس ابعاد فضای هیلبرت و برای یک تابع موج کاملا جایگزیده این مقدار برابر 1 است. در سمت مقابل نیز، آمار ترازهای انرژی حالتهای گسترده از آمار ویگنر و حالتهای جایگزیده از آمار پواسونی پیروی میکند.یافته هانتایج بهدستآمده نشان میدهد درحالیکه نور حاصل از پدیده تولید هارمونیک سوم در میدانهای الکتریکی ضعیف و یا بلورهای اپتیکی با پذیرفتاری مرتبه سوم کوچک جایگزیده است، اعمال میدان الکتریکی به حد کافی قوی میتواند سبب غیرجایگزیدگی نور و درنتیجه ناپایداری پدیده تولید هارمونیک سوم در بلورهای اپتیکی با پذیرفتاری غیرخطی مرتبه سوم مناسب گردد.نتیجه گیریمیدان الکتریکی و پذیرفتاری مرتبه سوم بلور اپتیکی، عوامل موثر در پایداری/ناپایداری پدیده تولید هارمونیک سوم هستند.کلید واژگان: نانوجراحی, تولید هارمونیک سوم, جایگزیدگی نور, آمار ترازهای انرژی
-
مقدمهمولکول DNA به علت داشتن خواص منحصر به فرد و بدیع می تواند در زمینه های تحقیقاتی مختلفی از جمله نانو الکترونیک نوری[1] مورد استفاده قرار گیرد. امروزه، نانوساختارهای مبتنی بر DNA با کیفیت تشخیص مولکولی توسعه فراوانی یافته است اما بااین حال مفهوم نانوالکترونیک مولکولی مبتنی بر DNA موضوعی است که هنوز با چالش هایی روبه رو است و مطالعات فراوانی بر روی آن در حال شکل گیری است. با این توصیف، هدف از مطالعه حاضر بررسی خواص الکتریکی مولکول DNA است.روش بررسیمطالعه رفتار الکتریکی ساختارهای بلوری دارای نقص در قالب نظریه جایگزیدگی اندرسون ممکن است. در مطالعه حاضر نیز با اساس قرار دادن این نظریه از روش ماتریس انتقال و طول جایگزیدگی به منظور بررسی رفتار الکتریکی DNA بهره می گیریم.یافته هادر پژوهش حاضر، طول جایگزیدگی توابع موج الکترونی به ازای مقادیر متفاوت انرژی و در حضور اختلال هایی با شدت های متفاوت محاسبه شد. مطالعه حاضر که بر مبنای تعمیم مدل دوزنجیره ای DNA به مدل نزدیک به واقعیت سه زنجیره ای انجام گرفته است، نشان می دهد در حضور اختلال واردشده، در گستره خاصی از انرژی می توانیم شاهد گذار عایق-رسانا در DNA باشیم و در نتیجه مولکول DNA همانند رساناها قابلیت انتقال الکترون را خواهد داشت.نتیجه گیریدر پژوهش حاضر، مدل سه زنجیره ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد در مقایسه با مدل دوزنجیره ای، مدل سه زنجیره ای شرایط مناسب تری را برای گذار عایق-رسانا فراهم می کند. نتایج این مقاله می تواند راهگشای توسعه ساخت نانوابزارهای الکترونیک مولکولی باشد.کلید واژگان: نانوالکترونیک مولکولی, مولکول DNA, نظریه جایگزیدگی اندرسون, گذار عایق - رسانا
-
مقدمهجفتشدگی نامناسب مابین اجزای ضربانساز قلب میتواند منجربه آشوبناک شدن سیگنالهای الکتروکاردیوگرام (ECG) گردد. با اساس قراردادن این موضوع، در مقاله حاضر از روش نوینی برای حذف آشوب در سیگنالهای نابهنجار قلب استفاده گردیده است.روش بررسیاساس کنترل آشوب در این مقاله، بهرهگیری از رهیافت ارائهشده توسط نویسنده در سیستمهای غیرخطی، تحتعنوان کنترل پویا میباشد. این روش کنترل پویا برمبنای نگاشت لاجستیک توسعه داده شده است. برای تایید نتایج بهدستآمده از تحلیلهای بعد تعمیمیافته و نمودار دوشاخگی استفاده شده است.یافته هانتایج بهدستآمده نشان میدهد که با اعمال روش کنترل پویا، سیگنالهای آشوبناک قلب تبدیل به سیگنالهای غیرآشوبناک با دوره تناوب مشخص گردیده است. کاهش درجه آشوبناکی سیگنالها با استفاده از نمودارهای دوشاخگی و بعد تعمیمیافته مورد تایید قرار گرفته است.نتیجه گیریدر این مقاله برای حذف آشوب از سیگنالهای ECG قلب، روش جدیدی تحت عنوان روش کنترل پویا مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج بهدستآمده نشاندهنده موفقیت آمیز بودن بهکارگیری این روش است که میتواند راهگشای رهیافتهای نوین برای تولید نسل جدید ضربانسازهای مصنوعی قلب باشد.کلید واژگان: بعد تعمیم?یافته, روش کنترل پویا, دوشاخگی, سیستم قلبی و عروقی, نظریه آشوب کلاسیک
-
در این تحقیق، نحوه تمرکز امواج فراصوتی به منظور گرمادرمانی بافت های سرطانی مورد مطالعه قرار گرفته و عمل تراگردانی به منظور تمرکز امواج توسط سلول های پیزوالکتریک در کانون سرطان معرفی شده است. با محاسبه میزان انرژی متمرکز شده توسط حل عددی معادله فشار آکوستیک به وسیله انتگرال ریلی، مناسب ترین آرایش فضائی برای تمرکز انرژی ارائه می شود. برای کنترل مسیر درمان از طریق حل عددی معادله بیو- هیت نحوه توزیع فضائی انرژی گرمایی در ناحیه مورد درمان مورد توجه قرار گرفته و با انتخاب سرطان دهانه رحم به عنوان نمونه، نتایج حاصل از شبیه سازی تمرکز امواج فراصوتی ارائه شده است.
کلید واژگان: امواج فراصوتی, گرمادرمانی, معادله فشار آکوستیک, معادله بیو, هیت, روش اجزای محدودThe methods of focusing ultrasonic waves in order to apply hyperthermia cancer therapy have studied and a transducer capable of focusing waves on cancerous tissues with the aid of its piezoelectricelements has introduced. The amount of absorbed energy was computed by solving numerically the acoustic pressure equation using Rayleigh-Summerfield Integral, with the intention to determine the optimum spatial array of piezoelectric elements for energy concentration. In order to control the treatment procedure, the numerical solution of Bio-heat Transfer Equation (BHTE), along with the finite-element simulation of thermal energy distribution in a cervix cancerous tissue is considered.
Keywords: Ultrasonic Waves, Hyperthermia, Acoustic Pressure Equation, Bio-Heat Transfer Equation, Finite element method
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.