شبیه سازی مولکولی

اختصاصی از یارا فایل شبیه سازی مولکولی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 41

شبیه سازی مولکولی به روش‌هایی گفته می‌شود که با در نظر گرفتن مولکولهای یک سیستم و مدل بر هم کنش آنها و محاسبه موقعیت‌ها و سرعت‌های آن ذرات در هر لحظه از زمان و استفاده از روابط مکانیک آماری خواص ماکروسکوپی سیستم را محاسبه می‌کند. شبیه سازی‌های کامپیوتری نقش ارزشمندی در پاسخ دقیق به مسائل آماری دارند که فقط بوسیله روش‌های تقریبی قابل حل هستند. بدین ترتیب شبیه سازی کامپیوتری روشی برای آزمایش نظریه‌های مختلف مکانیک آماری است علاوه بر این نتایج شبیه سازی‌های کامپیوتری را می‌توان در حد نتایج آزمایشهای واقعی دانست.

روش شبیه سازی ملکولی به عوض تلاشی جهت استنتاج رفتار میکروسکوپی از مشاهدات آزمایشگاهی، دیدگاه سازنده‌ای را دنبال می‌کند که در آن سعی می‌شود با استفاده از سیستم‌های مدل رفتار میکروسکوپی بازسازی شود. بدین ترتیب این گونه روش‌ها می‌توانند به منظور آزمایش مدل‌های ارائه شده مولکولی به کار روند و یا با استفاده از مدل‌های تایید شده برای محاسبه خواص مدل مورد استفاده قرار گیرند. این نقش دوگانه شبیه سازی به صورت پلی میان مدلها و پیش بینی‌های نظری از یک سو و مدل‌ها و نتایج آزمایشگاهی از سوی دیگر است. تفاوت بین شبیه سازی کامپیوتری و سایر محاسبات در نحوه استفاده از کامپیوتر است. در شبیه سازی، کامپیوتر تنها یک محاسبه‌گر نیست بلکه آزمایشگاهی مجازی که در آن یک سیستم بررسی می‌شود .

شکل 2- 1- صفحه 5 کتاب آن

به همین دلیل از تکنیک‌های شبیه سازی کامپیوتری به عنوان آزمایشهای کامپیوتری نیز یاد می‌شود. شبیه سازی کامپیوتری ارتباط مستقیمی بین جزئیات میکروسکوپی یک سیستم (جرم اتم‌ها، بر هم کنش‌های بین آنها، شکل هندسی مولکولها و .....) و خواص ماکروسکوپی قابل اندازه‌گیری (معادله حالت، ضرایب انتقالی، پارامترهای نظم ساختاری و ....) برقرار می‌سازد که این کمیت‌ها علاوه بر اهمیت آکادمیک در صنعت نیز از اهمیت خاصی برخوردار می‌باشند. انجام این آزمایشات تحت شرایط دما و فشار بسیار بالا می‌تواند با دشواری همراه باشد. در صورتی که انجام این گونه آزمایشات بوسیله شبیه ساز کامپیوتری کار بسیار ساده‌تری است. تعیین جزئیات ساختار و حرکت مولکولها به عنوان مثال در واکنش‌های کاتالیستی ناهمگن، انتقال یون سریع یا واکنش‌های آنزیمی بوسیله روش‌های آزمایشگاهی بسیار سخت است در حالی که به سادگی می‌توان این نتایج را از شبیه سازی کامپیوتری استخراج نمود. سرعت زیاد بعضی از رخدادها در واکنش‌ها یا سیستم‌های شیمیایی هر چند که تشخیص آزمایشگاهی آنها را با مشکل روبرو می‌کند. در شبیه سازی مولکول یک نقطه سادگی محسوب می‌گردد. یعنی رخدادهایی با سرعت بیشتر با سهولت بیشتری شبیه سازی می‌گردد. گستره وسیعی از پدیده‌های می‌تواند بوسیله شبیه سازی کامپیوتری مورد مطالعه قرار گیرد.

3- 1- شبیه سازی تعیینی و تصادفی

یک شبیه سازی در مقیاس مولکولی از سه قسمت اصلی تشکیل شده است:

الف) ساختن مدل مولکولی

ب) محاسبه مسیرهای مولکولی

ج) تجزیه و تحلیل این مسیرها برای بدست آوردن مقادیر عددی خواص مورد نظر

وظیفه واقعی شبیه سازی مولکولی قسمت دوم است. بر اساس شیوه محاسبه موقعیت‌های مولکولی rN در قسمت دوم می‌توان روشهای شبیه سازی را از هم تفکیک نمود. روش‌های شبیه سازی دینامیک مولکولی بر پایه حل معادلات حرکت مولکولی به منظور تولید پیکربندی‌های جدید استوار می‌باشد در نتیجه شبیه سازی‌های دینامیک مولکولی را می‌توان برای بدست آوردن خواص وابسته به زمان مورد استفاده قرار داد. در حالی که روش مونت کارلو بر پایه احتمالات است. بدین صورت که یک پیکربندی آزمایشی بطور تصادفی تولید می‌گردد. سپس این پیکربندی سیستم بوسیله معیارهایی برای مقبولیت یا عدم مقبولیت آن بوسیله محاسبه تغییر انرژی و خواص دیگر در پیکربندی آزمایشی ارزیابی می‌گردد. و سرانجام با مقایسه کل پیکربندی‌های تولید شده و پیکربندی‌های پذیرفته شده یا رد شده و استفاده از میانگین گیرهای مجموعه‌ای خواص مولکولی محاسبه می‌گردد.

در بعضی روش‌های دیگر موقعیت‌ها با استفاده از یک روش ترکیبی بدست می‌آید. به گونه‌ای که مانند روش مونت کارلو تا حدی بصورت تصادفی است و از طرف دیگر مانند MD دارای خاصیت تعیینی است. روش‌های مختلف را می‌توان بر اساس میزان خاصیت «تعیینی» آنها در تولید موقعیت‌های مولکولی به صورت زیر مرتب کرد.

شکل صفحه 19- پایان نامه دکتر یگانگی

در شبیه سازی دینامیک مولکولی، موقعیتهای مولکولی rN از حل عددی معادلات حرکت بدست می‌آیند. بنابراین موقعیتها از نظر زمانی به همدیگر متصل هستند. در روشهای دیگر شبیه سازی موقعیتهای مولکولی از نظر زمانی به یکدیگر وابسته نیستند. به عنوان مثال در شبیه سازی «مونت کارلو» موقعیتها به صورت تصادفی تولید می‌شوند به طوری که ساختاری مولکولی rN فقط به ساختار قبلی بستگی دارد. وقتی که نتیجه یک واقعه تصادفی در یک رشته فقط به نتیجه واقعه قبلی بستگی داشته باشد به آن رشته یک «زنجیر مارکوف» می‌گویند. در بعضی روشهای دیگر موقعیتها با استفاده از یک روش ترکیبی بدست می‌آید. به گونه‌ای که مانند روش مونت کارلو تا حدی به صورت تصادفی است و از طرف دیگر مانند MD دارای خاصیت تعیینی است. روشهای مختلف را می‌توان بر اساس میزان خاصیت «تعیینی» آنها در تولید موقعیتهای مولکولی به صورت زیر مرتب کرد.

2- 3- 1- شبیه سازی مونت کارلو MC

روش تصادفی خالص مونت کارلو به سیستم با تعداد مولکول ثابت ‌N در حجم ثابت V که در دمای ثابت T نگه داشته می‌شود، صورت می‌گیرد. فرآیند شبیه سازی از روش عمومی مونت کارلو برای محاسبه انتگرالهای چند بعدی استخراج شده است. انتگرالها در اینجا متوسطهای مکانیک آماری روی.

در زیر الگوریتم کلی برای روش مونت کارلو و دینامیک مولکولی ارائه گردیده است.

مقاله روش‌هایی برای پایدار سازی در فعال کردن آنزیم‌ها در مایعات یونی

اختصاصی از یارا فایل مقاله روش‌هایی برای پایدار سازی در فعال کردن آنزیم‌ها در مایعات یونی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:31

فهرست مطالب:

مقدمه :
فاکتورهای مهمی که برای پایدار سازی در فعالیت آنزیم‌ها در مایعات یونی اثر می‌گذارند.  
خاصیت بازی پیوند هیدروژنی و هست دوستی آنیون ها
شبکه IL:
ویسکوزیته :
خصلت آبگریزی :
اصلاح PEG
تهیه محیط‌های حلال
روکش دار کردن آنزیمها با ILها
دست‌کاری / طراحی ساختارهای IL
خلاصه

خلاصه :
مایعات یونی به عنوان نمونه‌ای جدید از حلال‌های غیرآبی برای کاتالیزورهای زیستی ، علت خواص فیزیکی موزون و منحصر به فردشان توسعه یافته اند. تعدادی از مقالات اخیر واکنش‌های آنالیزی متنوعی که در محلول‌های IL رسانا هستند ، توصیف می‌کنند . از طرف دیگر این مهم است که روش‌هایی که برای پایداری و فعال سازی آنزیم‌ها در * توسعه یافتند  به‌صورت سیستماتیک آنالیز شوند این مقاله کاتالیزورهای زیستی را که از دو جنبه منحصربه‌فرد هستند مورد بحث قرار می‌دهد:
    فاکتورهایی که فعالیت آنزیم‌ها و پایداری را تحت فشار قرار می‌دهد،  2روش‌هایی که قبول شدن یا توسعه یافتن برای فعال کردن و یا پایدار کردن آنزیم‌ها در واسطه‌هایی یونی. فاکتورهایی که ممکن است تحت تأثیر عملکرد کاتالیست و آنزیم را که شامل قطبیت ILبود، من هسته دوستی آنیونخاصیت بازی پیوند هیدروژنی، شبکه IL، KOSMOTROPICITYیونی، ویسکوزیته، خصلت آن گریزی ، تجزیه آنزیم ، اثر مواد فعال در سطح. پوند برای پیشرفت فعالیت پایداری در آنزیم‌ها در ILS، روش‌های مهمی  که شده که شامل : عدم تحرک آنزیم  (کمک جامد –سل-زل یا  CLEA) وابستگی کوالانسی یا فیزیکی به PEG ، شست‌وشو با روش‌های n پروپانول ( PREP و EPRP) ، میکروامولسونهای آب در IL ، پوشش IL و طراحی حلال‌های آنیونی  سازگار با آنزیم . نکته‌ای که باید توجه شود این است که  IL های جدید برای سازگاری بیشتر با آنزیم‌ها ، با هم ترکیب می‌شوند. برای به کار گرفتن پتانسیل زیاد IL  ها لازم است که این روش‌ها را برای سازگاری بهتر آنزیم ، بیشترتوسعه دهیم . این چیزی است [BMIM][PF_6] سه بار  کمتر از قطبی ترین [EMIM][BF_4] است



مقدمه :
مایعات یونی(ILS) شامل یون‌ها و مایعات در دمای کمتر از 100  ͦC  می‌باشند این نمک‌ها با نقاط ذوب خیلی کم، که ما یعات یونی در دمای اتاق نامیده می‌شوند  (RTILS) به عنوان مطلوب‌ترین  حلال‌ها برای واکنش‌ها و فرایندها هستند . در تضاد با حلال‌های آلی متداول ILها خواص مطلوب زیادی شامل : فشار بخار به شدت پایین ، محدوده وصی از مایع، قابلیت اشتعال کم ، قابلیت رسانای یونی ، قابلیت رسانایی گرمایی بالا،قدرت تجزیه خوب نسبت تعدادی از سوبسترها، پایداری شیمیایی به گرمای بالا و محدوده وسیع از پتانسیل الکتروشیمیایی دارد . به خاطر این خواص منحصربه‌فرد ILک به طور وسیع به عنوان حلال‌ها یا کوکاتالیست با کاربردهای متنوعی شناخته شده‌اند که شامل : کاتالیست آلی، ترکیب غیرآلی، کاتالیزورهای زیستی، پلیمریزاسیون و سیال های مهندسی هستند.
کاتیون‌های ILمعمولی شامل نیتروژن (از قبیل حال آلکیل آمونیوم، N، N` دی آلکیل میدازولیوم، N-آلکیل پیریدینیوم و پیرولیدینیوم) و شامل فسفر ها (از قبیل حدود  آلکیل فسفونیوم) هستند. یک انتخاب معمول از آنیون ها  شامل هالیدها〖〖BF〗_4〗^-، 〖〖PF〗_6〗^-، 〖CH_3 CO_2〗^-،〖CF_3 CO_2〗^-،〖NO_3〗^-،〖TF_2 N〗^-،[(〖CF_3 CO_2〗^ )_2 N^-]،[RSO_4 ]^-،[R_2 PO_4 ]^-
بعضی از آنیون ها و کاتیون های انتخابی در شکل یک نشان داده شده است . به علاوه خواص فیزیکی ILها (از قبیل قطبیت ،خصلت آبگریزی و خاصیت بازی پیوند هیدروژنی ) می‌تواند به دوره عالی از طریق انتخاب مناسب کاتیون‌ها وآنیون ها طراحی شده باشد. همه این خواص موزون برای پایداری و فعالیت آنزیم‌ها خیلی مهم هستند ، بنابراین واکنش‌های آنزیمی بسیاری در انواع متفاوتی از ILحال بررسی شده است. اگرچه بعضیILها(از قبیل موارد براساس〖〖BF〗_4〗^-،〖〖PF〗_6〗^-   و〖TF_2 N〗^-   ) نسبت به حلال‌های آلی و موادی با فعالیت کاتالیستی بالا و enantioselectivity  تغییر ماهیت کمتری دارند، برای واکنش بسیاری گزارش شده است . آنزیم‌های بسیاری، مقدار مشابهی از فعالیت را در ILها ،مثلاً در حلال‌های آلی متداول نشان می‌دهد که به طور قابل توجهی در حلال‌های بود آبکی نامرغوب هستند .
اخیراً تعدادی از خود ILها  مستعد حل کردن بسترهای بسیاری نشان داده شده‌اند که به طور معمول ، در حلال‌های آلی نامحلول اند، مثلاً تا حدود 10% تا 20% وزنی سلولز< 100〖gl〗^(-1)کربوهیدرات‌های دیگر ، (شامل D-βگلوکز، ساکارز ، لاکتوز ، β-سیلکودکسترین) ، اسید اسکوربیک، آمینواسید ، اسیدهای چرب  تری گلیسیریدها. تجزیه کربوهیدرات‌ها درILها اصلاح شیمیایی این محصولات طبیعی را در سیستم‌های همگن میسر ساخت است . از این رو، آنیون های (معمولا کلرید(〖Cl〗^-)، دی سیانید (〖dca〗^-)، فرمات (〖HCoo〗^-) و استات (〖OAc〗^-))، این ILSها تمایل دارند که پیوندهای هیدروژنی قوی را با کربوهیدرات‌ها ، برای حل کردن آن‌ها شکل بدهند، اینILها همچنین احتمالاً ماهیت آنزیم‌ها را تغییر می‌دهند که باعث می‌شود آن‌ها را برای تغییرشکل دادن این بسترهای حل‌شده توسط واکنش‌های آنزیمی، غیر همگن سازد .
بنابراین یک نیاز ضروری برای افزایش فعالیت و پایداری آنزیم‌ها در IL، به ویژه در آنزیم‌های غیرفعال IL وجود دارد. بنا به این دلایل روش‌های پایدار سازی آنزیمی بسیاری در آنزیم‌شناسی غیرعادی متداول استفاده شده که برای واسطه‌های یونی و بعضی از روش‌های جدید توسعه یافته برای پایدار سازی و فعالیت آنزیم ها 1درIL پذیرفته شده است . هدف این مقاله خود برای بررسی روش‌ها و راهنمایی دانشمندان در این روش‌های پیشرفته، نمایش بیشتر کاربردهای کاتالیزورهای زیستی در حلال‌های یونی است .
فاکتورهای مهمی که برای پایدار سازی در فعالیت آنزیم‌ها در مایعات یونی اثر می‌گذارند.  
قبل از بحث در مورد روش‌های فعال سازی و پایدار کردن آنزیم‌ها ، مهم است بدانیم که خواص فیزیکی ، مهم‌ترین رفتارکاتالیستی آنزیم‌ها درILاست. بخوبی معلوم شده است عملکرد آنزیم‌ها در ILها تحت تأثیر عوامل مشترکی مثل فعالیت آب ، PH، EXIPIENTو ناخالصی است .
به علاوه خواص حلال‌های ILها، اغلب مربوط می‌شود به فعالیت آنزیم ها که ویژگی و پایداری آن‌ که در زیر بحث شده است .

قطبیتIL:
براساس مطالعات Solvatochromic در ILها دیده شد که نزدیک به الکل ها یا فرمالدهید های کمتر نسبتاً قطبی هستند.
پارک و کازلوسکا مشاهده کردند گرایش فعالیت لیپاز افزایش می‌یابد (از Pseudomonascepacia با قطبیت ILرا در حین استیل دار کردن راسمیک)
1-فنیل اتانول با ونیل استات (برای مثال سرعت واکنش اولیه در کمترین حالت  قطبیت [BMIM][PF_6])سه بار برای پایین‌تر ازقطبیت بیشتر است  [EMIM][PF_6] در مطالعات دیگر، فعالیت‌های سنتزی کمتر α-Chymotrypin  همچنین در ILهای قطبی کم به دست آمده بود.در حین استورود ری شدن کاتالیست شده Novozim435 دو متیل α o--گلموپیرانسید با اسیدهای چرب موجلرو همکارانش مشاهده کردند که خود در صد تبدیل استر با قطبیت IL افزایش می‌یابد هنگامی که  ILها به عنوان پوشش فیلم استفاده شد (تحت شرایط عاری از حلال ) ، خوب اعمال هنگامی‌که بود، بود اما هنگامی که دید ILها به عنوان حلال استفاده شدن د دررصد تبدیل استر با قطبیتIL به فعالیت آنزیم برای عملکرد واکنش آنزیم‌های دیگر در ILایجاد نشده است