دانلود پایان نامه ارشد:مطالعه برهمکنش گرافن و پروتئین 93OTQ

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :فیزیک

گرایش :حالت جامد

عنوان : مطالعه برهمکنش گرافن و پروتئین 93OTQ

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران مرکزی

دانشکده: علوم پایه         گروه: فیزیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشدM.Sc) )

گرایش: حالت جامد

عنوان: مطالعه برهمکنش گرافن و پروتئین 2OTQ

استادراهنما:

دکترسلیمه کیمیاگر

تابستان 1393

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است) فهرست مطالبعنوان                                                                                                      صفحهچکیده............................................................................................................................................1پیشگفتار.........................................................................................................................................2فصل اول: گرافن1-1- مقدمه .................................................................................................................................  71-2- معرفی گرافن........................................................................................................................ 81-3- تاریخچه کشف گرافن..........................................................................................................101-4- ساختار اتمی.........................................................................................................................141-5- خواص گرافن.......................................................................................................................151-5-1- خواص الکترونی..............................................................................................................151-5-2- ترابرد الکترونی.................................................................................................................171-5-3- خواص اپتیکی..................................................................................................................171-5-4- رسانایی الکتریکی.............................................................................................................181-5-5- رسانایی گرمایی................................................................................................................181-5-6- چگالی..............................................................................................................................181-5-7- شفافیت نوری...................................................................................................................181-5-8- مقاومت مکانیکی..............................................................................................................191-6- کاربردهای گرافن................................................................................................................191-6-1- ساخت ترانزیستورهای بسیار کوچک و بسیار سریع با استفاده از گرافن.......................191-6-2- ذخیره بسیار متراکم داده ها............................................................................................201-6-3- ذخیره انرژی..................................................................................................................201-6-4- تجهیزات نوری ،سلول های خورشیدی و نمایشگرهای لمسی انعطاف پذیر................211-7- روشهای تولید گرافن........................................................................................................211-7-1- لایه لایه کردن میکرومکانیکی گرافیت.........................................................................221-7-2- تولید گرافن از اکسید گرافیت.....................................................................................221-7-3- تولید گرافن از مشتقات دیگر گرافیت........................................................................241-7-4- تولید ورقه های گرافن به روش سنتز الکتروشیمیایی.................................................241-8- دگر شکل های کربن (آلوتروپ ها)...............................................................................261-8-1- الماس........................................................................................................................261-8-2- گرافیت......................................................................................................................261-8-3- فولرن.........................................................................................................................271-8-3-1- فولرن باکمینستر....................................................................................................281-8-3-2- نانو لوله های کربنی..............................................................................................281-8-4- الیاف کربن................................................................................................................29  فصل دوم: پروتئین و مولکول آب2-1- مقدمه ...........................................................................................................................312-2- ساختار پروتئین...............................................................................................................322-2-1- ساختار اول................................................................................................................322-2-2- ساختار دوم................................................................................................................322-2-2-1- مارپیچ آلفا.............................................................................................................322-2-2-2- صفحه های بتا......................................................................................................332-2-3- ساختار سوم..............................................................................................................332-2-4- ساختار چهارم...........................................................................................................332-3- اسیدآمینه.......................................................................................................................342-4- ساختار اسیدهای آمینه..................................................................................................352-5- ایزومری در اسیدهای آمینه.........................................................................................362-5-1- ساختار و نماد تعدادی اسیدآمینه.............................................................................362-6- مولکول آب................................................................................................................462-6-1- مدلهای آب.............................................................................................................46فصل سوم: دینامیک مولکولی3-1- مقدمه.................................................................................................................................513-2- معادلات حرکت................................................................................................................533-3- دینامیک نیوتنی................................................................................................................543-4- شرایط مرزی تناوبی........................................................................................................563-4-1- اثرات سطحی.............................................................................................................563-4-2- از بین بردن اثرات سطحی.........................................................................................573-5- نیروهای کوتاه برد...........................................................................................................593-6- محاسبه نیروهای بلند برد................................................................................................603-7- سازماندهی شبیه سازی...................................................................................................603-7-1- شرایط حالت..............................................................................................................603-8- شرایط مرزی..................................................................................................................613-9- سازماندهی شبیه سازی..................................................................................................613-9-1- مرحله آغازین............................................................................................................613-9-2- مقدمات.....................................................................................................................613-9-3- شرایط اولیه برای اتمها..............................................................................................623-10- تعادل...........................................................................................................................623-11- تولید............................................................................................................................643-12- ارزیابی قابل اطمینان بودن نتایج..................................................................................643-12-1- تعادل.......................................................................................................................643-12-2- بررسی قوانین بقا....................................................................................................643-12-3- بررسی مقادیر خواص مختلف...............................................................................65فصل چهارم: معرفی پتانسیل ها و نرم افزارهای بکار رفته4-1- پتانسیل ترسوف..........................................................................................................674-2- پتانسیل لنارد-جونز....................................................................................................684-3- میدان نیروی چارم......................................................................................................704-4- ویژگیها و قابلیتهای برنامه لمپس...............................................................................714-5- نرم افزار پکمول.........................................................................................................72فصل پنجم: شبیه سازی و نتایج5-1- مقدمه.........................................................................................................................755-2- شروع شبیه سازی......................................................................................................755-3- نتایج شبیه سازی........................................................................................................785-3-1- نوسانات دما بر حسب زمان شبیه سازی...............................................................795-3-2- نوسانات فشار حول مقدار متوسط یک اتمسفر....................................................815-3-3- نوسانات چگالی سیستم در طول زمان شبیه سازی...............................................825-3-4- تغییرات شعاع ژیراسیون پروتئین..........................................................................835-3-5- بررسی انرژی واندروالسی.........................................................................................865-3-6- فاصله پروتئین و گرافن بر حسب زمان....................................................................885-3-7- تغییرات فاصله اسیدآمینه ها و گرافن بر حسب زمان...............................................895-3-8- بررسی حرکت پروتئین بر روی سطح گرافن...........................................................915-4- نتیجه گیری...................................................................................................................92فهرست منابع..........................................................................................................................94چکیده انگلیسی......................................................................................................................97      فهرست شکل هاعنوان                                                                                                     صفحهشکل (1-1): ساختار شبکه شش ضلعی گرافن..........................................................................8شکل(1-2): ترکیبات بین لایه ای گرافیت..................................................................................10شکل(1-3-الف): سوسپانسیون ساخته شده به وسیله برودی......................................................12شکل (1-3-ب): تصویری از تکه ی خیلی نازک از گرافیت اکسید کاهش یافته در سال 1962..12شکل(1-4-الف): نانو مداد............................................................................................................14شکل(1-4-ب): تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از گرافن ضخیم.....................................14شکل (1-5-الف): یک کلوخه از گرافیت.....................................................................................14شکل(1-5-ب): چسب.................................................................................................................14شکل (1-6): انرژی الکترون ها با عدد موج kدر گرافن،محاسبه شده به وسیلهتقریب تنگ بست.......................................................................................................................15شکل( 1-7): ساختار نواری انرژی گرافن در جهت گیری زیک زاکی........................................16شکل (1-8): ساختار نواری انرژی گرافن در جهت گیری صندلی دسته دار...............................16شکل (1-9): اولین تصویر میکروسکوپی منتشر شده از گرافن...................................................19شکل(1-10): طول پیوند کربن-کربن در گرافن.........................................................................19شکل(1-11): شمای کلی از فرآیندHummers  ........................................................................22شکل( 1-12): امواج ماورای صوت.......................................................................................... 23شکل(1-13): نمایی کلی از مراحل تولید گرافن از گرافیت........................................................23شکل(1-14): تصویر میکروسکوپی الکترونی روبشی از صفحات انباشته شده و کاهش یافتهاکسیدگرافیت............................................................................................................................26شکل(1-15): سلول الکتروشیمیایی.............................................................................................25شکل( 1-16): نمونه ای از الگوی آزمایشگاهی سلول الکتروشیمیایی برای تولید گرافن...........25شکل(1-17): ساختار مکعبی الماس...........................................................................................26شکل (1-18): کانی گرافیت.......................................................................................................27شکل(1-19): توپ باکی ،فولرن.................................................................................................28شکل(1-20): تصویر سه بعدی از یک لوله کربنی......................................................................29شکل(1-21): پارچه ساخته شده از الیاف کربن..........................................................................29شکل(2-1): نمایشی سه بعدی از ساختار میوگلوبین.............................................................31شکل(2-2): ساختار دوم قسمتی از یک پروتئین.....................................................................33شکل(2-3): ساختارعمومی آلفا آمینواسید با گروه آمینو در چپ و گروه کربوکسیل در راست.........................................................................................................................................35شکل(2-4): آلانین......................................................................................................................36شکل(2-5): آرژنین.....................................................................................................................37شکل(2-6): آسپاراژین...............................................................................................................37شکل(2-7): اسید آسپارتیک......................................................................................................38شکل(2-8): سیستئین....................................................................................................................38شکل(2-9): اسیدگلوتامیک...........................................................................................................39شکل(2-10): گلوتامین.................................................................................................................39شکل(2-11): گلیسین....................................................................................................................39شکل(2-12): هیستیدین................................................................................................................40شکل(2-13): ایزولوسین...............................................................................................................41شکل(2-14): لوسین.....................................................................................................................41شکل(2-15): لیزین.......................................................................................................................41شکل(2-16): متیونین....................................................................................................................42شکل(2-17): فنیل آلانین..............................................................................................................42شکل(2-18): پرولین.....................................................................................................................42شکل(2-19): ترئونین....................................................................................................................43شکل(2-20): تریپتوفان..................................................................................................................44شکل(2-21): تیروزین....................................................................................................................44شکل(2-22): والین........................................................................................................................45شکل(2-23): سلنوسیستئین...........................................................................................................45شکل(2-24): پیرولیزین.................................................................................................................45شکل(2-25): مولکول آب............................................................................................................46شکل(2-26): مدلهای آب.............................................................................................................48شکل(2-27): مدل  SPCانعطاف پذیر...........................................................................................49شکل(3-1): شرایط مرزی تناوبی...................................................................................................58شکل(3-2): تقریب قطع کروی برای محاسبه ی نیروهای کوتاه برد در دو بعد............................59شکل(3-3): محاسبه ی نیرو های بلند برد....................................................................................60شکل(4-1): پتانسیل لنارد-جونز...................................................................................................70شکل(5-1): سیستم شامل: آب، پروتئین و گرافن...........................................................................76شکل(5-2): اتم کربن حلقه فنیل..................................................................................................77شکل(5-3): حالت اولیه سیستم شبیه سازی بعد از تعادل گرمایی t=0........................................79شکل(5-4): حالت نهایی سیستم شبیه سازی در t=2ns...............................................................79    فهرست جدول هاعنوان                                                                                                      صفحهجدول(2-1): پارامترهای مرتبط با مدلهای سه نقطه ای آب.........................................................48جدول( 4-1): ضرایب پتانسیل ترسوف برای اتم کربن................................................................68        فهرست نمودارهاعنوان                                                                                                                                                        صفحهنمودار(5-1): دما بر حسب زمان در محیط آبی.............................................................................80نمودار(5-2): دما بر حسب زمان در محیط بدون آب....................................................................81نمودار(5-3): فشار بر حسب زمان در محیط آبی...........................................................................82نمودار(5-4): چگالی بر حسب زمان در محیط آبی........................................................................83نمودار(5-5): تغییرات شعاع ژیراسیون بر حسب زمان در محیط آبی.............................................85نمودار(5-6): تغییرات شعاع زیراسیون در محیط بدون آب.............................................................86نمودار(5-7): کاهش ارتفاع بر حسب کاهش انرژی برهمکنشی واندروالسی..................................87نمودار(5-8): تغییرات انرژی برهمکنشی واندروالسی بر حسب زمان............................................88نمودار(5-9): تغییرات فاصله پروتئین بر حسب زمان....................................................................89نمودار(5-10): فاصله اسیدآمینه ها از سطح گرافن بر حسب زمان................................................90نمودار(5-11): مسیر حرکت پروتئین در فضای بالای گرافن در حضور آب.................................91نمودار(5-12): نمودار مربوط به این بررسی در محیط بدون آب می باشد...................................92     چکیده فارسیدر این پژوهش حرکت پروتئین در حضور گرافن به روش دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است. سیستم شامل یک پروتئین و یک گرافن است که درون جعبه ای قرار گرفته اند. پتانسیل های مناسبی برای بر همکنش های بین مولکولی، از جمله پتانسیل ترسوف و میدان نیروی چارم استفاده شده است. در این تحقیق نشان داده شده است که پروتئین می تواند در روی سطح گرافن مقید شود. در این پایان نامه به بررسی انرژی بر هم کنشی واندروالسی بین پروتئین و گرافن پرداختیم و نشان دادیم که انرژی واندروالسی با کاهش فاصله پروتئین از گرافن کاهش می یابد که این می تواند دلیلی بر مقید شدن پروتئین به گرافن باشد. شعاع ژیراسیون پروتئین، آبدوستی و آبگریزی اسیدهای آمینه پروتئین، مساحتی که پروتئین بیشترین زمان را روی سطح گرافن می گذارد، از کمیت های دیگری است که به آنها پرداخته شده است. یافته هایی که به دست می آیند در حوزه پزشکی و زیست مولکولی می تواند مورد استفاده قرار گیرد.        پیشگفتاراخیراً برهمکنش گرافن عامل دار با چند نوع آنزیم مورد بررسی قرار گرفته است. عامل دار کردن گرافن موجب شد تا پایداری گرمایی و عملکرد آنزیم ها بهبود یابد. این یافته هم در صنعت و هم حوزه زیست مولکولی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. یکی از حوزه های کاری در نانو زیست فناوری، طراحی و ساخت نانو مواد برای استفاده در زیست شناسی است. تاکنون گزارش های متعددی از اثر نانو مواد روی بافت ها، سلول ها و زیست مولکول ها منتشر شده است که مکانیسم این تاثیرات غالباً شناخته شده نیست. بنابراین لازم است تا برهمکنش میان نانو مواد و زیست مولکول ها مورد بررسی قرار گیرد. آنزیم ها نوعی از زیست مولکول ها هستند که واکنش های زیستی را مدیریت می کنند. آنچه اکنون مورد توجه پژوهشگران بوده است تنظیم فعالیت  و پایداری آنزیم ها است. درسال های اخیر تنظیم کننده های آنزیمی مختلفی از پروتئین ها گرفته تا پپتیدها و مولکول های آلی سنتزی کشف شده است که به نظر می رسد نانو مواد می توانند به عنوان جایگزینی برای این تنظیم کننده ها باشد.از طرف دیگر شبیه سازی دینامیک مولکولی سیستم های ابعاد کوچک که شامل مولکول های زیستی هستند، اهمیت زیادی در علم نانو،  بیوفیزیک و بیوشیمی دارند. در این پایان نامه سعی خواهیم کرد به بررسی دینامیک پروتئین آنتی میکروبیال(2OTQ) در مجاورت گرافن و آب با استفاده از شبیه­سازی دینامیک مولکولی (MD) بپردازیم این پروتئین در طول شبیه سازی اثرات جالبی از خود نشان می دهد.تبیین مسئله در این پایان نامه حرکت و دینامیک پروتئین در سطح گرافن را یکبار در محیط آبی و یکبار هم در محیط بدون آب  شبیه سازی کرده ایم. این مسئله با استفاده از دینامیک مولکولی شبیه سازی شده است. در اینجا سیستم شبیه سازی حاوی یک گرافن، یک پروتئین و مقداری آب است که در یک جعبه ی مکعبی شکل قرار دارند. بررسی ها در راستای محور z انجام شده است. پروتئین و گرافن را در داخل جعبه شبیه سازی قرار داده می شوند. سپس یکبار تعداد زیادی مولکول آب تقریبآ(6000) را در این جعبه قرار داده تا مولکول های پروتئین و گرافن در داخل آب قرار بگیرند. تعداد این مولکول های آب بستگی به ابعاد جعبه، گرافن و پروتئین دارد و بعد برهمکنش را بررسی می شود. بار دوم برهمکنش پروتئین و آب را در محیط بدون آب بررسی شده و بعد پتانسیل ها را تعریف می شود. بعد سیستم تحت تاثیر این پتانسیل ها و نیروهایی که وارد می شود شروع به حرکت می کند. در حین حرکت مولکول ها خواص ترمودینامیکی و هندسی مسئله را حساب کرده و بصورت خروجی دریافت می شود. نرم افزاری که این شبیه سازی را با آن انجام شده لمپس1[1] بوده و از کد  C++نیز استفاده شده است. پروتئینی که در این پایان نامه استفاده شده (2OTQ) می باشد. سایز این پروتئین کوچک و دارای طول شش رزیجو است. تعداد اتم های موجود در این پروتئین در حدود 143 اتم می باشد. این پروتئین دارای خاصیت ضد باکتری و ضدمیکروب است و معروف به آنتی میکروبیال می باشند. از میدان نیرویی(میدان نیروی چارم227) [2و3] که مخصوص پروتئین ها است نیز استفاده شده است. توضیحات کامل این میدان نیرو در فصل 4 آورده شده است [12و4و8] .تعداد صفحه : 132قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید