使用空间排除模型快速准确测定纳米孔离子电流
纳米孔传感已成为一种多功能方法，用于检测和鉴定生物分子。目前，研究人员依靠经验和直觉来选择或修改纳米孔以检测目标分析物。该领域将大大受益于可以将纳米孔和分析物的原子级几何形状与它们产生的封锁纳米电流相关联。现有的计算方法在计算上过于昂贵，无法在实验实验室中常规使用，或者不足以说明孔和分析物的原子结构。在这里，我们证明了一种健壮且廉价的计算方法（纳米孔电导的空间排除模型（SEM）），即比All-Al-ATOM MD更有效的数量级，但对纳米孔和纳米孔的原子结构的敏感性足以说明分析物。该方法将有限元求解器的计算效率与纳米电导图的原子精度结合在一起，以产生前所未有的离子电流预测速度和准确性。我们通过与使用全原子分子动力学方法进行比较来验证我们的SEM方法，用于限制在固态纳米孔中的一系列蛋白质，嵌入脂质双层膜中的生物通道，以及由DNA植物产生的脂质双层膜中的blogogical通道，以及由DNA植物的封闭电流。MSPA。我们通过计算核小体蛋白在固态纳米孔中，MSPA中的单个氨基酸以及测试点突变对氨基酸区分性的影响的封锁电流来说明SEM的潜在应用。 We expect our SEM approach to become an integral part of future development of the nanopore sensing field.
