Comment on "Theory of high-force DNA stretching and overstretching"
最近Storm和Nelson [1]（Phys.Rev.E67，51906（2003））引入了离散持久链模型，该模型同时具有自由连接链（FJC）和蠕虫状链（WLC）模型的特征。他们的论文中的方程（20）仅在大l（余辉长度与单体长度之比）的特殊情况下是正确的。这种特殊情况是不必要的，因为一般情况也同样容易研究。在一般情况下，我们得到了对所有参数l值都正确的力延拓关系式。这个力延伸关系在小的l处简化为FJC结果，在大的l处简化为WLC结果。在较小的力下，其减少到Rosa等人的结果（cond-mat/0307015）。
2004-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching helical nano-springs at finite temperature
利用动力学模拟和解析方法，研究了单轴拉伸下螺旋纤维在较宽的弯曲和扭转持续长度范围内的弹性响应。在低温下，低螺距螺旋线表现出拉伸不稳定性，并且力-延伸曲线由一系列尖峰组成。在升高的温度下（即小的持久性长度）的螺旋融化和一个明显的力高原中获得的固定的延伸合奏。扭矩边界条件显着影响所得的弹性性能。
2008-03-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching an adsorbed polymer globule
利用分子动力学模拟，我们研究了吸附的均聚物在不良溶剂中的拉伸与一端举行的距离$z_e$从基板。我们测量链末端的垂直力$f$作为延伸$z_e$和基底相互作用能$w$的函数。力在大的延伸处达到平台值。在强吸附极限，我们表明，平台值线性增加$w$与理论模型的良好协议。在弱吸附极限下，形成具有层状结构的聚合物小球，并在拉伸时发生弹性变形。在这两种情况下，一个简单的理论模型使我们能够预测的必要力完全分离的聚合物和其临界延伸之间的关系。
2004-06-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Emergence of effective temperatures in an out-of-equilibrium model of biopolymer folding
我们研究了在一个随机模型中扩展温度概念的可能性，该模型用于驱动RNA/蛋白质折叠脱离平衡。我们模拟了一个小RNA发夹的动力学受到外部拉力，这是时间依赖性的。首先，我们考虑一个波动耗散关系（FDR），从而我们验证了各种有效的温度可以得到不同的观测值，只有当最慢的内在弛豫时间尺度的系统调节系统的动态。然后，我们引入了一个不同的非平衡温度，它是由与弱相互作用热浴的热交换速率定义的。值得注意的是，该“动力学”温度可以针对外部切换力的任何频率来定义。我们还讨论和比较这两个新兴的参数的行为，通过区分FDR温度的瞬时特性的动力学温度的时间延迟的性质。一个简单的4-状态马尔可夫模型，描述了RNA分子的长期行为，证实了我们的数值的有效性。
2021-07-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stretching Response of a Polymer Chain with Deformable Bonds
本文提出了包含键拉伸与键角变形的统计力学模型及半解析dFRC模型，准确预测了聚合物链在大作用力下的行为，为聚合物网络弹性与失效建模奠定基础。
2025-05-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching of a chain polymer adsorbed at a surface
在本文中，我们提出了模拟的表面吸附聚合物受到的拉伸力。该聚合物是由一个自避免行走在一个规则的晶格建模。它被一个吸附面限制在一个半空间中，每个顶点都有吸引力，最后一个顶点被一个力垂直于表面。使用最近提出的flatPERM算法，我们计算了一个巨大的温度和力的相图。该算法的优势在于它可以从一次模拟中计算出完整的态密度。我们模拟系统的大小高达256步。
2004-07-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Tension-induced binding of semiflexible biopolymers
我们从理论上研究了聚合物张力对可逆结合交联的集体行为的影响。为了这个目的，我们采用了两个弱弯曲蠕虫状链平行排列的张力，与一系列的链间结合位点的轮廓定期间隔的模型。可逆的交联连接在由化学势控制的亲和力的位点处附着和分离。在平均场方法中，我们计算了系统的自由能，并发现了一个自由能垒的出现，它控制着可逆的（非）约束。张力影响链的构象熵，其与交联的结合能竞争。这种竞争引起的结合位点的分数突然增加的张力增加。我们表明，这种转变是有关的交叉之间的弱和强本地化的定向聚合物在钉扎电位。到强结合状态的交叉可以被解释为交联聚合物的力硬化的机制-超过单个蠕虫状链的弹性。
2014-10-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stretching of a single-stranded DNA: Evidence for structural transition
最近的实验表明，仅由腺嘌呤[poly（dA）]组成的单链DNA（ssDNA）的力-延伸（F-x）曲线与胸腺嘧啶[poly（dT）]显著不同。在这里，我们表明，基地堆积相互作用是不足以描述的F-x曲线中看到的实验。减少反应坐标所产生的螺旋形成在低力和增加的连续磷酸盐之间的距离在拉伸状态下的非堆叠基地在高力在所提出的模型，定性地再现实验观察到的功能。F-x曲线中的多步平台是ssDNA结构变化的标志。
2009-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Unwrapping of DNA-protein complexes under external stretching
研究了由半柔性链和具有吸引力的球形核组成的DNA-蛋白质复合物，当链的一端单体受到外力作用，而另一端单体在空间保持固定时的情况.在没有拉伸力的情况下，链条缠绕在芯上。通过施加外部拉伸力，诱导复合物的解缠绕。我们通过计算机模拟和简单的唯象理论来研究解缠过程的静态和动态。我们发现两种不同的情况下，取决于链的刚度：对于一个灵活的链，复杂的规模线性的外力的扩展。球-链复合体是无序的，即链围绕球没有明显的缠绕。另一方面，对于刚性链，复杂的结构是有序的，这让人想起核小体。外拉伸下的解缠过程是不连续的，距离-力曲线有跳跃。这与复合物的离散解旋过程有关。我们的预测是相关的实验，测量力延伸曲线的DNA-蛋白质复合物，如核小体，使用光镊。
2004-03-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
A three-state model with loop entropy for the over-stretching transition of DNA
我们引入了一个三态模型的一个单一的DNA链在张力下，区分B-DNA，S-DNA和M（熔融或变性）的片段，并在同一时间正确的帐户熔融环的熵，其特征在于在渐近表达式S ~ - c ln n的长度为n的环的熵的指数c。力延伸曲线推导出完全采用广义波兰-Scheraga的方法和实验数据相比。同时拟合力延伸数据在室温下和变性相变在零力是可能的，并允许建立一个全球性的相图中的力-温度平面。在拉伸力的作用下，堆叠能的影响，进入成对和未成对的基地之间的畴壁能量，和环熵是分开的。因此，我们可以独立于堆叠能的精确值来估计回线指数c。c的拟合值很小，表明缺口在天然DNA的实验力延伸痕迹中占主导地位。
2010-04-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamical model for the full stretching curve of DNA
我们提出了一个唯象动力学模型，能够描述DNA长度随外力变化曲线的拉伸特性。至于链，该模型是基于离散蠕虫链模型与弹性修改，适当地描述了在低和中等力的伸长功能。的动力学是在一个双阱势与线性项，其中，在高的力，占窄过渡存在于DNA伸长（过度拉伸）。模拟结果与实验结果吻合较好。
2012-09-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Stretching self-interacting, partially directed, flexible and semi-flexible polymers by an external force
我们研究了一个部分定向的灵活或半灵活的均聚物在一个正方形晶格上的模型，受到外部施加的力，在一个方向平行，或垂直于首选方向。聚合物是自相互作用的，因此可以经历塌陷转变。我们表明，这个模型可以解决，我们得到的力-温度相图的情况下，柔性聚合物，同意与Brak等人使用不同的方法获得。在足够低的温度下，当力增加到超过临界值时，聚合物构象从紧凑状态变为卷曲状态。对于完全柔性或半柔性聚合物，该转变分别是二阶或一阶的。
2010-06-04 cond-mat.stat-mech
Denaturation transition of stretched DNA
我们推广的波兰-Scheraga模型考虑DNA变性存在的外部拉伸力。我们证明了力诱导的DNA变性转变的存在，并获得了温度-力相图。该跃迁由循环指数$c$确定，我们为该循环指数找到新值$c=4ν-1/2$，使得跃迁是二阶的，其中$c=1.85<2$在$d=3$中。我们表明，一个有限的拉伸力$F$不稳定的DNA，对应于一个较低的熔化温度$T(F)$，在协议与单分子DNA拉伸实验。
2008-01-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Stretching an heteropolymer
研究了单体序列中某些淬火无序对高分子长链熵弹性的影响。从Kratky-Porod模型开始，我们数值计算表明，连续段之间的有利角度的一些随机性引起的伸长率与力的特性的变化，这种变化可以很好地描述了一个简单的重整化的弹性常数。有效的耦合常数计算的分析研究的低力政权。
1997-11-06 cond-mat.stat-mech
Stretching chimeric DNA: a test for the putative S-form
双链DNA在约65 pN的拉力下“过度拉伸”，长度增加1.7倍。过度拉伸状态的性质是未知的，尽管它对DNA的生物功能和技术应用相当重要。有些人认为过度拉伸是一种力诱导的变性，另一些人认为过度拉伸是由一种被称为S-DNA的伸长的杂交状态的转变组成的。在一个统计力学模型中，我们考虑了极端层序非均质性对过度拉伸的影响。“嵌合”序列具有显着不同的AT组成的一半延长固定的外部条件下通过不同的，空间隔离的转换。相应的力-延伸数据显示在力下的两个平台，其差异以定性地取决于杂交S形是否可接近的方式随牵拉速率而变化。这一观察结果意味着可以在实验中进行S-DNA测试。我们的研究结果表明，定性不同，空间隔离的构象转变可以发生在一个单一的热力学状态内的单个DNA分子。
2008-06-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Stretching of a polymer below the Theta point
研究了在d=2的晶格上和离晶格的$d=3$中，当外力作用下聚合物在$θ$点以下的解折叠。有限长链的基态分析表明，在这两种情况下，球展开通过多个步骤，对应于不同的最小值之间的过渡。在无限长极限下，这些中间极小值只在$d=2$中有定性影响。d=2时的相图是用传递矩阵技术确定的。能量熵和重整化群参数给出了一个定性正确的相图和从d=2到d=3的转变的顺序的变化。
2002-06-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
On the origin of the unusual behavior in the stretching of single-stranded DNA
力延伸曲线（FEC）量化了各种生物分子对机械力（$f$）的响应，通常使用蠕虫状链（WLC）或自由连接链（FJC）模型进行定量拟合。这些模型预测，由轮廓长度归一化的链延伸$x$在小$f$下线性增加，并且在高力标度下线性增加为$x \sim (1 - f^{-α})$，其中对于WLC，$α$ = 0.5，对于FJC，$α$ = 1。相比之下，ssDNA的实验表明，在$f$和离子浓度的范围内，$x$按比例缩放为$x\sim\ln f$，这不能用WLC或FJC模型来解释。使用理论和模拟，我们表明，这种不寻常的行为在FEC中的ssDNA是由于序列独立的双链效应。我们发现，$x\sim \ln f$的出现，因为在没有力的正切关联函数，量化链持久性，代数衰减的顺序上的德拜长度的长度尺度。我们的理论，这是最合适的单价盐，定量拟合的实验数据，并进一步预测，这样的制度是不可辨别的双链DNA。
2012-05-31 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Simple lattice model for biological gels
我们构建了一个三维晶格模型的生物凝胶中，直线的债券对应于丝状半柔性聚合物和晶格的网站，这是完全四重协调，交联。在最近邻之间只有拉伸中心力的情况下，这种晶格是次均衡的，具有大量的零模式;但其所有弹性常数都是非零的，并且其弹性响应是仿射的。以概率$1-p$去除键导致平均配位数小于4的晶格和聚合物长度的分布。当添加弯曲力时，稀释晶格在$p=p_b<1$处表现出刚性阈值，并且在$p_b$和$p=1$之间从弯曲主导的非仿射响应交叉到拉伸主导的仿射响应。
2011-08-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Three Bead Rotating Chain model shows universality in the stretching of proteins
我们引入了一个蛋白质模型，其中所有的蛋白质骨架中的关键原子占，从而扩展了自由旋转链模型。我们使用蛋白质数据库中的平均键长和平均角度作为输入参数，将残基数量作为单个变量。该模型被用来研究蛋白质的伸缩熵制度。我们的蒙特卡罗模拟的结果被发现与实验数据吻合得很好，这表明力延伸图是通用的，不依赖于侧链或蛋白质的一级结构。
2005-09-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
The nonlinear elasticity of an $α$-helical polypeptide: Monte Carlo studies
我们进行蒙特卡罗模拟来研究α-螺旋多肽的螺旋蠕虫状链模型的弹性性质。在该模型中，二级结构作为控制局部链弯曲模量的标量（Ising样）变量进入。我们数值计算的弯曲和拉伸该分子的顺应性，以及在很宽的模型参数范围内的拉伸和扭矩之间的非线性相互作用。数值结果与以前的平均场和微扰计算，他们预计这样做。蒙特卡罗模拟使我们能够检查的响应链大的力量和扭矩的摄动方法失败。此外，我们扩展我们的平均场分析，通过研究在力诱导变性过渡的波动为主的制度。
2004-11-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Entropy and Barrier-Hopping Determine Conformational Viscoelasticity in Single Biomolecules
生物大分子具有复杂而非平凡的能量景观，赋予其独特的构象适应性和功能多样性。因此，了解纳米尺度下的弹性和耗散过程对分子生物学和纳米技术等新兴领域都很重要。在这里，我们分析单分子波动的原子力显微镜（AFM）实验中使用的生物聚合物的粘弹性，重要的是包括本地的“内部”构象耗散的来源的通用模型。比较两种生物聚合物，葡聚糖和纤维素，多糖和没有众所周知的“椅子船”的过渡，揭示了这个简单的构象变化的签名作为最小值的弹性和内部摩擦力的特征。两态种群动力学的计算提供了一个简单的解释，在弹性驱动的熵，和摩擦障碍控制的跳跃，人口景观。微观模型，允许定量映射的能源景观的功能，揭示了意想不到的缓慢的动态，暗示了一个潜在的粗糙度的自由能。
2006-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Excluded Volume Effects in Gene Stretching
我们研究了排斥体积对溶液中单个DNA拉伸的影响。我们发现，对于小的力F，延伸h在F中不是线性的，而是与F^χ成比例，其中χ=（1-ν）/ν，其中ν是众所周知的普适相关长度指数。一个自由连接的链模型，选择的片段长度重现小的延伸行为，给出了良好的拟合λ-噬菌体DNA在整个实验范围内的实验数据。我们发现，排除体积效应在两个维度上更强，并且在两个维度上也得到不同于三维结果的结果。这表明实验可以在这些较低的维度上进行。
2002-06-17 cond-mat.stat-mech q-bio
How hydrodynamic interactions alter polymer stretching in turbulence
IITB-Monash Research Academy, Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院-蒙纳士大学联合研究院）；Indian Institute of Technology Bombay（印度孟买理工学院）；Monash University（蒙纳士大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）
研究流体动力学相互作用在湍流中对聚合物拉伸的影响，发现HI影响聚合物伸展过渡和伸展分布，且对伸展状态迁移有延迟作用，强调了在聚合物溶液模拟中引入伸展依赖性拖力的重要性。
2026-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Inferring the effective thickness of polyelectrolytes from stretching measurements at various ionic strengths: applications to DNA and RNA
借助于厚链模型，我们讨论了聚合物的拉伸响应如何受到其有限厚度所带来的自回避效应的影响。通过大量的随机模拟进行了表征的力与延伸曲线的厚链。计算结果被捕获的分析表达式，用于适应实验拉伸测量进行DNA和单链RNA（聚-U）在各种解决方案。这种策略使我们能够推断两种生物相关的聚电解质，即DNA和聚-U，不同的离子强度的表观直径。由于两种分子的柔性程度非常不同，结果提供了对表观直径如何受到（溶液依赖性）德拜屏蔽长度和聚合物“裸”厚度之间的相互作用的影响的见解。对于DNA，静电的有效半径，$Δ$的贡献，被发现是大约5倍以上的德拜屏蔽长度，与以前的理论预测一致的高度带电的刚性棒。对于更灵活的聚-U链的静电贡献$Δ$被发现是显着小于德拜屏蔽长度。
2006-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
