Nonlinear charge transport mechanism in periodic and disordered DNA
我们研究了DNA分子中类极化子电荷输运机制的模型，重点研究了参数和结构无序对电荷输运的影响。我们的模型哈密顿量考虑到耦合的电荷载流子的两种不同的模式表示波动的扭曲运动的碱基对和氢键扭曲的双螺旋结构内的$λ-$ DNA。局部化的固定状态的帮助下构建的一个周期性的双螺旋的非线性映射方法，并在存在的内在静态参数和/或结构的障碍，反映环境溶剂坐标的影响。它表明，电荷传输介导的移动极化子分别呼吸化合物携带不仅是电荷，但也造成当地的时间变形的螺旋结构，通过旅行扭转和债券呼吸组件，说明在生物分子中的结构和功能的相互作用。
2003-01-28 cond-mat.soft nlin.PS
Spin-orbit interaction and spin selectivity for tunneling electron transfer in DNA
生物分子如肽和蛋白质中的电子转移（ET）由电子通过隧穿过程在明确定义的局域态（供体到受体）之间移动组成。在这里，我们提出了一个分析模型ET隧道DNA中，在自旋轨道（SO）相互作用的存在下，产生一个强大的自旋不对称性的内在原子SO强度在meV范围内。我们得到了与DNA碱基上$π$轨道电荷输运一致的哈密顿量，并导出了ET作为注入态动量、自旋轨道耦合和势垒长度和强度的函数的行为。一个高度一致的情况下出现的两个相伴的机制自旋选择出现;自旋干扰和微分自旋振幅衰减。假设自旋-轨道耦合的实际值，高自旋滤波可以以降低振幅传输为代价发生。自旋过滤的情况下完成的势垒下的自旋相关的扭矩，与一个一致的保守定义的自旋电流。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Sequence-dependent spin-selective tunneling along double-stranded DNA
我们报告了电子沿天然和人工双链DNA（dsDNA）夹在双链导线的自旋选择性隧穿。结果表明，自旋极化强烈依赖于dsDNA序列，并由它的末端段占主导地位。基因组和人工dsDNA都可以是有效的自旋过滤器。自旋过滤效应对发生在末端片段的点突变敏感。这些结果与最近的实验结果非常一致，并且对各种类型的无序具有鲁棒性，可以帮助设计基于DNA的自旋电子器件。
2012-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Base pair dynamic assisted charge transport in DNA
提出了一个含时随机跳跃的一维模型来描述DNA中的电荷输运。它允许研究电子的扩散和它们在DNA中不同位点之间的隧穿。隧穿似乎是强烈的温度依赖性。DNA中电荷转移的强（指数）和弱距离依赖性的观测结果可以在我们的模型框架中得到解释。
2002-01-07 cond-mat.soft q-bio
Elastic and Proton Dynamics of the DNA
本报告的主题是结合DNA氢键的弹性系统的动力学。我们提请注意的缺点，回熟悉的杆模型的DNA，并提出了一个案例，构建模型，可以容纳的内在结构的DNA。在这方面，研究弹性系统和DNA质子之间的相互作用是有意义的，因为它可以容纳质子的链间模式和隧道模式。沿着这个方向，我们得出的结论是，弹性质子动力学可能有生物物理的DNA。点突变的现象在这个框架内进行了讨论。
2008-03-28 cond-mat.soft
Charge transport in poly(dG)-poly(dC) and poly(dA)-poly(dT) DNA polymers
我们研究了由单一类型碱基对组成的合成DNA聚合物中的电荷输运。在类极化子模型的背景下，其中的电子紧束缚系统和双螺旋的键振动耦合，我们提出了估计的电子振动耦合强度利用量子化学过程。关于极化子溶液的迁移率的后续研究，代表了与其相关的螺旋变形一致的局部电荷的状态，表明聚（dG）-聚（dC）和聚（dA）-聚（dT）DNA聚合物的系统，分别具有定量不同的传输特性。虽然前者支持单向移动的电子呼吸归因于高效的长程导电性，呼吸的迁移率在后者的情况下是比较克制的抑制电荷传输。我们的结果与最近的实验结果一致，表明聚（dG）-聚（dC）DNA分子作为半导体纳米线，并表现出更好的电导比聚（dA）-聚（dT）的。
2003-08-01 cond-mat.soft nlin.AO nlin.PS
Charge transport in l-DNA probed by conducting-AFM, and relationship with its structure
我们研究了DNA样品的电导率作为DNA分子数量的函数。我们发现，绝缘间隙（低电压下无电流）从束和大绳的约1-2 V增加到少数DNA分子的约4-7 V。从距离依赖性的电流变化，一个独特的跳跃距离约3 nm的计算（极化子跳跃模型）独立于样品中的DNA的数量。单个DNA的高电阻行为与其在表面上的扁平构象相关（与其标称值约2 nm相比，厚度减小约0.5-1.5 nm）。
2003-10-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
Two-level system with a thermally fluctuating transfer matrix element: Application to the problem of DNA charge transfer
在DNA中沿着碱基对堆叠的电荷转移被建模在相邻碱基对之间的热辅助隧穿。我们的方法的核心是波动对之间的隧道是速率限制的要求，他们的最佳对齐的概念。我们专注于这方面的过程中建模两个相邻的碱基对的经典阻尼振荡器的热波动所描述的福克-普朗克方程。我们发现，该过程的特点是由两个时间尺度，这一结果是符合实验结果。
2002-07-26 cond-mat.soft q-bio.BM
Improving sequencing by tunneling with multiplexing and cross-correlations
隧穿测序是下一代的方法，使用电子隧穿横向于单链DNA（ssDNA）骨架，而后者是通过一个狭窄的通道易位读取单碱基信息。最初的想法是考虑用一对电极来读出电流并区分碱基[1，2]。在这里，我们提出了一种改进的原始测序隧道法，其中$N$电极对串联沿合成纳米通道。当使用纵向场迫使ssDNA通过通道时，它经过每对电极足够长的时间以收集最小的$m$隧穿电流测量值，其中$m$由所需的测序误差水平确定。然后将每个核碱基的每个当前时间序列互相关在一起，从中可以区分DNA碱基。我们表明，使用随机抽样的数据从经典的分子动力学，测序误差确实是显着减少的电极对，$N$，增加的数量。与单对电极的测序能力相比，由于隧穿电流概率分布的近似对数正态性质，互相关的$N$电极对以指数方式更好。我们还使用Fenton-Wilkinson近似来分析描述用于区分DNA碱基的互相关的均值和方差。我们建议的方法是特别有用的，当测量带宽是有限的，允许一个较小的电极间隙停留时间，同时仍然有希望始终正确地识别DNA碱基。
2015-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Tautomeric Transitions in DNA
我们研究了DNA碱基对中的互变异构跃迁，考虑DNA的弹性性质作为经典的，质子的隧穿作为量子的，并表明，该跃迁的动力学承认孤子样的解决方案，其形状和大小强烈依赖于双螺旋的结构。特别是，我们已经发现，一组离散呼吸可以大大修改的扭转和弹性常数的相互作用。我们的研究结果可能有一个关系后，沃森-克里克的方法的框架内的取代诱变，在这方面的呼吸孤子可以描述对应于点突变的构象。孤立子动力学的数值模拟表明，初始分布的碱基对与低概率突变每对，但足够大的数量的碱基对参与，可以移动和聚集在一个网站，以形成一组碱基对突变的概率高，一段时间约1微秒。我们认为，在质子隧道的频率，即在红外区的DNA的照射，可能会导致突变。
2001-10-29 cond-mat.soft q-bio
Inelastic quantum transport in a ladder model: Measurements of DNA conduction and comparison to theory
我们研究了梯形模型的量子输运特性，该模型有效地模拟了双链DNA分子的拓扑结构。我们考虑隧穿电荷与选定的内部振动自由度的相互作用，并讨论其对电流-电压特性的结构的影响。此外，分子电极接触效应显着影响的数量级的电流。最近的电传输测量悬浮的DNA低聚物与一个复杂的碱基对序列，揭示惊人的高电流，也提出了作为一个参考点的理论建模。测量的I-V曲线的半定量描述实现，这表明耦合到振动激发在DNA导电中起着重要的作用。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Apparent Persistence Length Renormalization of Bent DNA
我们推导了带有滑动环和偏转缺陷的DNA分子的单分子状态方程（力-伸展关系）。在大的力的限制，通过采用一个类似的量子力学隧穿问题中的瞬子得到的分析结果。结果揭示了滑动环的一个显著特征--持续长度的明显减小。我们将这些结果推广到其他几个实验有趣的情况，从刚性DNA-蛋白质环的问题，锚定偏转AFM拉伸的半柔性聚合物。表达式有关的力延伸测量的基本循环/边界偏转几何形状提供和应用到的情况下的GalR-循环复杂。理论预测的补充和定量证实MD模拟。
2005-01-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Dissipative Effects in the Electronic Transport through DNA Molecular Wires
我们调查的耗散环境，有效地包括反离子和水化壳层的影响，短\DNA线的输运性质的影响。它们的电子结构由紧束缚模型捕获，该模型嵌入由一系列谐振子组成的浴中。在不与浴耦合的情况下，在电子光谱中打开与温度无关的间隙。在允许电子浴相互作用时，间隙变得依赖于温度。它随温度的增加，在弱耦合限制浴自由度。在强耦合区，形成了槽诱导的{ \it赝能隙}。结果，随着温度的升高，观察到在$I$ - $V$特性的低电压区域中从隧穿到激活行为的交叉。费米能附近的传输，$t(E_{\rm F})$的温度依赖性，表现出与最近的输运实验一致的Arrhenius样的行为。此外，$t(E_{\rm F})$显示出弱指数依赖于线的长度，典型的强非相干传输。无序效应使电子能带模糊，但不明显影响赝能隙的形成。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
