Optical conductivity of wet DNA
受最近实验的启发，我们研究了DNA在含有水分子和反离子的自然环境中的光学电导率。我们的密度泛函理论计算（使用SIESTA）的四个碱基对的B-DNA与周围的250个水分子的顺序建议的热激活掺杂的DNA的水状态，这一般导致电子的低频吸收的贡献。对掺杂的主要贡献来自DNA末端、断裂或缺口附近的水，因此可能与DNA中的时间或结构缺陷有关。
2005-04-25 cond-mat.other cond-mat.soft
Dipole relaxation losses in DNA
研究了毫米波范围内DNA的电动力学响应。通过在宽范围的湿度条件下进行测量，并比较单链DNA和双链DNA的响应，我们表明，DNA的可观的AC电导率不是由于光子激活的本地化状态之间的跳跃，而是由于周围的水螺旋偶极子运动的耗散。这样的结果，其中的导电性是由于过阻尼偶极子的约束运动，调和消失的DNA的DC导电性与相当大的AC响应。
2003-03-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio
Electric response of DNA hairpins to magnetic fields
本文研究了具有发夹形状的单链DNA分子在磁通量作用下的电学性质。结果表明，电流的振幅可以调制的外加磁场。电响应的细节强烈地依赖于扭转角。电流表现出周期性的几何形状，其中通过阶梯的小格片的通量可以被成对抵消（相称扭曲）。进一步扭曲几何形状并改变其长度会导致复杂的非周期振荡。我们还研究持续电流：如果系统相称，则它们减少为简谐振荡，否则由于存在导致搓衣板形状的闭合路径而发生偏差。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Manning free counterions fraction for a rod-like polyion - short DNA fragments in very low salt
我们定量的曼宁自由（未凝聚）抗衡离子馏分$θ$的稀释溶液的棒状聚离子-150 bp的DNA片段，在非常低的盐$<0.05$毫米。电导率测量的DNA水溶液中的浓度范围$0.015\leq c \leq 8$毫米（bp）的DNA聚离子扩散系数$D_p(c)$的荧光相关光谱（FCS）测量的补充。我们观察到归一化电导率$σ(c)/c$的交叉，其在$c=0.05-1$ mM范围内几乎减半，而$D_p(c)$保持相当恒定，正如我们通过FCS建立的。通过对这些数据的分析，提取了$θ(c)=0.30 - 0.45$，并考虑了曼宁不对称场对电导率的影响，得到了$θ(c)=0.40-0.60$。我们将$θ(c)$变异与在极低盐环境中发生的DNA逐渐变性以及DNA浓度本身的降低联系起来。实验$θ(c)$范围的极值出现在最高（高于1 mM）和最低（低于0.05 mM）DNA浓度附近，分别对应于dsDNA和ssDNA的理论$θ$值。因此，我们确认曼宁凝聚和电导率模型是有价值的描述棒状聚离子的稀溶液。
2011-01-05 cond-mat.soft
Evidence of phonon-assisted tunnelling in electrical conduction through DNA molecules
提出了一个声子辅助隧穿模型来解释脱氧核糖核酸（DNA）分子的电导率温度依赖性和I-V特性随温度的变化。该模型的解释能力的DNA中的导电特性的比较说明了从一些文章中提取的温度相关的I-V数据与隧道速率依赖于温度和场强计算根据声子辅助隧道理论。PACS代码：87.15.- v，71.38。k，73.40.Gk
2008-05-12 cond-mat.soft
Steric modulation of ionic currents in DNA translocation through nanopores
伴随DNA移位的离子电流强烈地依赖于电解质溶液的摩尔浓度以及纳米孔的形状和表面电荷。通过泊松-能斯特-普朗克方程，它示出了如何电导调制的DNA入侵者的存在下，作为竞争的静电和约束因素的结果。的理论结果定量再现的实验结果，并总结在电导图，允许区分区域的降低的电导率从区域的增强的电导率作为摩尔浓度和孔尺寸的函数。
2015-07-15 cond-mat.soft
Dielectrophoresis of nanoscale dsDNA and humidity effects on its electrical conductivity
建立了介电泳法在纳米电极间捕获和吸附纳米双链DNA的方法。该方法给出了一个高产率的捕获单个或几个分子，使运输测量在单分子水平。测量了单个140 nm长的DNA分子的电导率，显示出在干燥条件下的绝缘行为。相反，在潮湿条件下观察到电导率的明显增强，这与DNA分子的构象及其电导率之间的相互作用有关。
2005-10-31 cond-mat.other cond-mat.soft physics.bio-ph
Separation of long DNA chains using non-uniform electric field: a numerical study
我们研究了DNA分子通过一系列由交流电场控制的电阱的微通道的迁移。我们描述了基于布朗动力学模拟的珠弹簧链的DNA的运动。我们的模拟表明，被电极捕获的链由于热涨落而从结合电场中逃逸。我们发现，链的迁移率将取决于链的长度，迁移率急剧增加时，链的长度超过一个临界值，这是强烈的影响所施加的交流电场的幅度。因此，我们可以调整长度制度，其中该微通道很好地分离DNA分子，而不改变通道的结构。我们还提出了一个理论上的洞察力的临界链长和场振幅之间的关系。
2006-07-25 cond-mat.soft
Comparative Electrostatic Force Microscopy of Tetra- and Intra-Molecular G4-DNA
两种形式的G4-DNA，与平行和成对的反平行链，使用原子力显微镜进行了研究。链的方向性影响分子的结构特性（不同的高度和长度）及其电极化。平行G4-DNA的极化率是反平行G4-DNA的两倍，这表明它是一种更好的生物纳米电子学电线。
2014-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Anisotropy in electrical conductivity of two-dimensional films containing aligned rodlike particles: continuous and lattice models
采用蒙特卡罗方法对二维棒状粒子填充薄膜的电导率进行了数值模拟。主要目的是研究棒排列对薄膜电性能的影响。使用了连续和格点方法。禁止粒子交叉。我们的主要发现是（i）两种模型表现出相似的行为，（ii）在低浓度的棒，两种方法导致相同的电导率对棒浓度的依赖性，（iii）棒的排列基本上影响电导率，（iv）在部分排列的棒的某些浓度下，膜可能仅在一个方向上导电，（v）膜可以同时是高度透明的和电各向异性的。
2018-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Effects of Quantum Vacuum Fluctuations of the Electric Field on DNA Condensation
通过假设不仅反离子，但DNA分子以及根据玻尔兹曼定律的热分布，我们提出了一个修改的Poisson-Boltzmann方程在经典水平作为出发点计算的量子涨落的电场对DNA-阳离子复合物之间的相互作用的影响。后者在这里被建模为无限一维线（$δ$ -函数）。我们的目标是将这种量子真空驱动的相互作用从反离子诱导的相互作用和水相关的相互作用中挑选出来。我们得到了一个普遍的，挫折免费Casimir样（余维2）的相互作用，广泛的数值分析表明是一个很好的候选人来解释DNA聚集体的形成和稳定性。这样的卡西米尔能量计算的各种配置多达19个DNA链的六边形阵列。发现它是强多体的。
2009-06-22 cond-mat.soft q-bio.BM q-bio.QM
Vertex pinning and stretching of single molecule DNA in a linear polymer solution
本研究发现中性线性聚合物溶液中高于阈值电场的轴向电场可使单分子DNA以顶点钉扎于微通道壁并反向拉伸，撤电场后逐步弛豫释放，该方法可实现高通量高质量单分子DNA成像，并提出了水化层排出促进钉扎的机制假设。
2024-11-02 cond-mat.soft physics.bio-ph
An All-Electric Single-Molecule Hybridisation Detector for short DNA Fragments
结合DNA纳米技术和纳米移液管中的高带宽单分子检测，我们展示了一种用于短DNA序列（< 100 nt）的全电无标记杂交传感器。已知这种短片段作为循环无细胞DNA存在于各种体液中，例如血浆和唾液，并且已经被鉴定为癌症和传染病的疾病标志物。为此，我们使用来自结核分枝杆菌中RV 1910 c基因的88-mer靶标作为模型系统，该靶标与结核病中的抗生素（异烟肼）抗性相关。在结合到连接到长载体DNA的短探针时，我们表明纳米移液管中的电阻脉冲感测能够以统计学上稳健的方式识别相当细微的结构差异，例如探针的杂交状态。随着对多路复用和高通量分析的巨大潜力，我们的研究指向一种新的单分子DNA检测技术，该技术快速，易于使用，并与护理点环境兼容。
2018-08-03 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Electric field of DNA in solution: who is in charge?
该研究针对溶液中DNA电场研究未充分考虑水结构效应的问题，采用线性响应非局域静电理论结合全原子分子动力学模拟，发现结构化水主导DNA短程静电作用，验证了非局域静电学在生物分子溶剂效应研究中的适用性。
2024-03-07 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Transport in hybrid electronic devices based on a modified DNA nucleoside (deoxyguanosine)
我们报告一类新的混合电子器件的基础上的DNA核苷（脱氧鸟苷亲脂性衍生物），其组装的聚合物带互连的亚微米金属栅极。该器件在室温下具有很大的电导率、整流特性和很强的电流-电压滞环。通过比较不同自组装形态的薄膜，研究了分子间的输运机制。我们发现，主要的传输机制是连接到相邻的带中的鸟苷分子之间的π-π相互作用，与我们的第一性原理计算的结果一致。
2000-06-26 cond-mat.soft
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
Electronic properties of DNA: structural and chemical influence on the quest for high conductance and charge transfer
受DNA导电性的广泛实验结果的启发，我们研究了DNA可能成为真正的分子线的特殊构型和化学环境，特别是从增强的电子重叠或从小的活化能。特别是，我们研究了A-与B-DNA，带状结构提出产生的分子拉伸，抗衡离子在空穴掺杂的DNA轨道的潜在作用，骨干传导的可能性，和水的影响。我们发现，在电导率实验中观察到的小激活间隙可能会出现在水和反离子的存在下。利用从头计算密度泛函理论和模型Koster-Slater理论计算进一步讨论了简谐振动和扭转运动对电子紧束缚矩阵元的作用。我们发现，相邻碱基对上Pz轨道的pp-sigma和pp-pi相互作用的部分抵消，以及相位因子的相消干涉，是解释A-DNA弱电导的必要条件。我们的研究结果也导致一个物理解释的角度依赖性的碱基对间紧密结合的矩阵元素。此外，我们估计弗兰克-康登因子，重组能量和核频率的电荷转移率必不可少的，并发现我们估计的碱基对之间的空穴转移率是在最近的皮秒动力学数据非常一致。
2002-08-30 cond-mat.soft q-bio
Trapping and hopping of bipolarons in DNA: Su-Schrieffer-Heeger model calculations
在考虑溶剂极化和外加电场影响的Su-Schrieffer-Heeger模型下，我们证明了双极化子可能比双极化子更稳定.在高电场作用下，阳离子通过一系列的跳跃过程在DNA中移动很长的距离，由于非绝热效应，部分阳离子瞬间失去其构型。
2005-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ionic conductivity on a wetting surface
最近的实验测量的DNA分子的电导率突出了需要一个理论模型的离子沿带电表面传输。在这里，我们提出了一个简单的理论的基础上的想法，解除束缚的离子对。电导率的强湿度依赖性被解释为当一层水（具有高介电常数）被吸附到表面时，分离对的静电自能的减少。我们比较我们的预测电导率的实验，并讨论其适用性的限制。
2009-10-13 cond-mat.soft
Assembling nanostructures from DNA using a composite nanotweezers with a shape memory effect
本文展示了一种技术，用于制造包含悬浮DNA线的结构，并使用具有形状记忆效应的复合纳米镊子操纵它们。这种技术可能适用于拉伸纳米丝DNA样导电线，并测量其电导率，包括直接在电子显微镜室中的I-V特性，其中纳米镊子提供DNA尖端的双侧夹持，从而与DNA束形成稳定的纳米接触。作为1D纳米结构的一部分，这种接触在使用纳米线的操作期间比例如在扫描隧道显微镜中当纳米线被细针触摸时的传统测量更可靠。
2018-08-08 cond-mat.soft physics.app-ph
pH-Mediated Regulation of Polymer Transport Through SiN Pores
我们表征了pH控制的聚合物捕获和运输通过氮化硅（SiN）孔受到质子化。一个电荷调节模型，能够重现实验的zeta电位的SiN孔耦合电流体动力学聚合物输运方程。的形式主义可以定量地解释实验观察到的非单调pH值依赖性的亲和素电导率的蛋白质上的电渗和电泳拖曳力之间的相互作用。我们还仔细研究了SiN孔的DNA导电性。我们表明，在低pH值制度的两性孔是阳离子，DNA孔的吸引力作为一个静电陷阱。这为精确聚合物测序所需的快速聚合物捕获和扩展易位提供了有利条件。
2018-09-10 cond-mat.soft
Determination of the electrical conductivity and the elctroosmotic transfer in the concentrated dispersions on the basis of the cell theory of the electroosmosis
基于电渗的胞元理论，在颗粒间双电层重叠程度较大的极限情况下，对电导率和电渗传递随分散相体积分数和不溶边界层厚度的变化进行了理论计算.所得结果与实验数据定性一致，并描述了后者的主要特征
1999-03-12 cond-mat.soft
Simulation study of the electrical tunneling network conductivity of suspensions of hard spherocylinders
利用蒙特卡罗模拟，我们研究了硬棒网络的电导率作为两个隧穿电导模型的体积分数的函数。对于一个简单的，取向独立的隧道模型，我们观察到非单调行为的体积电导率的函数在各向同性-超导过渡。然而，如果允许各向异性隧穿，则这种效果会丢失。我们还计算基尔霍夫网络的网格数，这是一个简单的替代计算昂贵的大型系统的导电性，以得到一个定性的估计。
2018-12-20 cond-mat.soft
Charge Transfer and Charge Transport on the Double Helix
我们提出了一个简短的审查各种实验，测量DNA中的电荷转移和电荷传输。一些一般性的评论是在“化学式”的电荷转移实验，探测荧光淬灭和远程氧化损伤和“物理式”的测量，测量传输特性，通常在固态之间的可能的连接。然后，我们描述了我们小组对DNA的毫米波响应进行的测量。通过在宽范围的湿度条件下测量和比较单链DNA和双链DNA的响应，我们表明，DNA的可观的AC电导率不是由于光子辅助的本地化状态之间的跳跃，而是由于周围的水螺旋偶极子运动的耗散。
2003-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft q-bio.BM
Effect of the electrical double layer on the electrical conductivity of suspensions
本文通过硬核-可穿透壳层模型和最近粒子主导规则，推导出包含双电层影响的悬浮液电导率积分关系，并用高离子强度乳胶悬浮液实验数据验证了模型的有效性。
2024-01-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
DNA electrophoresis in designed channels
我们提出了一个简单的描述上的电泳动力学的聚电解质通过设计的通道窄收缩的狭缝几何形状。通过分析与溶剂流动效应耦合的粘附链的流变行为，阐明了三个临界电场（渗透场$E^{(per)} \sim N^{-1}$、变形场$E^{(def)} \sim N^{-3/5}$和注入场$E^{(inj)} \simeq N^0$，以及$N$聚合指数）。在$E^{(per)}$和$E^{(inj)}$之间，链迁移由驱动激活过程决定。特别地，在$E>E^{(def)}$中，狭缝入口处的粘附链强烈变形，这提高了渗透速率。从这些观察，在一个给定的电场的电泳迁移率推导出，这表明非单调依赖于$N$。对于足够长的链，流动性增加与$N$，在良好的协议与实验。在阈值电场下电泳流的突变形式上被视为非平衡相变。
2006-01-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charge Transport in DNA-Based Devices
半个多世纪以来，沿着DNA分子的电荷迁移引起了科学界的兴趣。在过去的十年中，从大量分子的溶液化学实验中获得了关于供体和受体之间通过DNA的可能高速率的电荷转移的报告，引发了一系列通过DNA单分子，束和网络的直接电输运测量。这些测量在这里进行审查和介绍。从这些实验中，我们得出结论，电传输是可行的，在短的DNA分子，束和网络，但在长的单分子连接到表面被阻止。实验背景的补充帐户的理论/计算方案，适用于研究基于DNA的纳米线的电子和输运性质。选定的应用程序的例子，显示当前的理论方法的能力和限制，以准确地描述的电线，解释运输测量，并预测合适的策略，以提高DNA纳米结构的导电性。
2004-04-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft q-bio.BM
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
