在离子液体分子运输−二硫化钼纳米孔水电解质界面
纳米孔测序DNA已经被生化酶的使用使线程DNA通过改造生物纳米孔在记录离子电流穿过纳米孔。努力实现一个类似的概念使用固态纳米孔已经会见了几个技术难题,其中一个是DNA的高速易位和其他低离子电流单个核苷酸之间的对比。一个有前途的途径解决这两个问题都是使用离子液体缓慢DNA易位和二硫化钼的微小的纳米孔膜区分单个核苷酸。物理机制使这些技术进步仍然难以捉摸。在这里,我们描述离子运输和DNA通过离子液体/水电解质界面,有或没有一个二硫化钼纳米孔,使用所有原子分子动力学方法。我们发现部分混合性离子液体和水电解质大大改变了纳米孔易位的物理过程。因此,两个阶段的接口生成一个接触电势600 mV,离子电流是由离子液体分子的运动通过水溶液阶段,和DNA核苷酸展览优惠分区水电解质,从而导致自发运输DNA从离子液体聚合物水溶液舱在缺乏外部电压偏差。两阶段纳米孔的复杂物理系统提供了多种机会扩展nanopore-sensing平台的功能。
补充电影1。相分离的最初均匀系统含有相同量的[Bmim] PF6和1 m氯化钾的解决方案。这部电影代表了160 ns MD轨迹。球说明K和Cl离子(粉红色),原子BMIM(绿色)和PF6(红色);水是显示为蓝色半透明的表面
补充电影2。平衡的[Bmim] [PF6] / 1 m氯化钾体系。这个平衡MD模拟始于州两个相等数量的纯[Bmim] PF6和1 m氯化钾电解液接触。这部电影代表了170 ns MD轨迹。红色和白色球体说明原子氧和氢的水,半透明的绿色和灰色球体对应原子BMIM和PF6;粉色球说明K和氯离子。
补充电影3。两阶段的MD模拟[Bmim] [PF6) / 1氯化钾体系下200 mV的偏见。原子BMIM PF6显示为红色和绿色球体,K和Cl离子粉色,水蓝色半透明的表面。仿真结束时开始获得从一个配置170 ns平衡(补充电影2)。这部电影展示了一个120 ns MD轨迹。
补充电影4。离子传输通过离子水量充足的水网络阶段。仿真说明了相同的轨迹补充电影3,200 mV电压被应用在系统正常的离子液体/溶液界面。在这部电影里,水是表示为红色半透明球体,K和Cl离子金和青色球体,分别,而BMIM和PF6没有显示清晰。
补充电影5。双面压敏电阻器转换接口的几何学。就是secu * tanu减去vdW绿色和蓝色球体代表K和Cl离子分别,灰色代表BMIM和PF6,水不显示清晰。仿真始于两阶段结束时获得的构象120 ns模拟下200 mV的偏见。跨膜偏差为1.0 V是申请76纳秒。后,系统平衡在缺乏外部电场100 ns。
补充电影6。单核苷酸动力学[Bmim] [PF6]。二十个腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶核苷酸被随机放置在纯[Bmim] PF6和平衡260 ns。每个核苷酸不同的颜色所示,原子BMIM和PF6半透明的红色和绿色领域,分别。
如果问题仍然存在请联系网站管理员。请检查日志进一步调试。
补充电影7。单核苷酸动力学在氯化钾溶液。二十个腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶核苷酸被随机放置在1 m氯化钾电解质平衡100 ns。每个核苷酸所示一个不同的颜色,水作为一个半透明的表面。K和Cl离子没有显示清晰。
补充电影8。平衡的DNA均聚物在纯[Bmim] [PF6]。每个均聚物的初始构象被从DNA双b形式。每个DNA碱基独特颜色和原子是由球体。BMIM PF6分子由红色和绿色半透明球体,分别。
补充电影9。Electrolyte-driven四水合单一腺嘌呤核苷酸聚合离子液体。四个腺嘌呤核苷酸(红色球体)随机放置,由至少3海里。核苷酸最初水化1.5海里的水分子范围表示为红色(氧气)和白色(氢)领域。这部电影展示了四个150 ns MD轨迹由氯化钾浓度不同。
补充电影10。三腺嘌呤核苷酸的MD模拟两相系统下200 mV跨膜的偏见。前两阶段系统平衡100 ns核苷酸是insterted随机位置。后,系统平衡额外30 ns。核苷酸被表示为青色球体而BMIM和PF6显示为彩色半透明的分子在绿色和红色。水和氯化钾没有显示清晰。这部电影代表了80 ns MD轨迹。
补充电影11。自发的运输ssDNA通过二硫化钼纳米孔均聚物。在每个仿真系统,聚(dA) 20日,保利(dC) 20日,保利(dG) 20或聚(dT) 20链插入二硫化钼纳米孔系统,当时平衡15 ns DNA的所有non-hydrogen原子约束他们的初始位置。我们——荷兰国际集团(ing)球体彩色显示的DNA是根据原子类型:蓝色(氮),红(氧)、白(氢),碳(青色)和黄金(磷)。这部电影代表190 ns的仿真时间。