半柔性高分子在拥挤环境中的构象和横向波动的普遍性

摘要：一个单一膨胀链的聚合物构型和横向振荡的普遍性方面的研究：在二维（2D）和三维（3D）的体积内，并且在不同大小和体积分数的排除体积（EV）颗粒的存在下，我们研究了一个以轮廓长度 L 和持久长度 lp 表征的单一膨胀链的普遍方面。在没有EV颗粒的情况下，我们将之前在2D中建立的普遍缩放关系（A. Huang，A. Bhattacharya 和 K. Binder, J. Chem. 140, 214902 (2014)）扩展到了3D，并且证明了缩放的端到端距离 /(2Llp) 和缩放的横向振荡 sqrt()/L 作为 L/lp 的函数都会收缩到同一主曲线上，其中 和 分别是平均平方端到端距离和横向振荡。然而，与2D不同，在3D中，高斯区域由于EV相互作用的极端支配而不存在，我们发现高斯区域是存在的，尽管非常窄。在 L/lp << 1 的极限情况下，缩放的横向振荡与物理维度无关，并符合 sqrt()/L ~ (L/lp)^(zeta-1)的缩放关系，其中 zeta = 1.5 是粗糙化指数。对于 L/lp >> 1，缩放的振荡按照 sqrt()/L ~ (L/lp)^(u-1) 的关系缩放，其中 u 是对应空间维度的Flory指数（u_2D = 0.75，u_3D = 0.58）。当将EV颗粒加入系统时，我们的结果表明，密集度对普遍缩放关系要么没有影响，要么只有很小影响。我们通过将一段dsDNA的实验结果转移到主曲线上来讨论这些结果在生物体中的意义。

作者：Jacob Bair, Swarnadeep Seth, and Aniket Bhattacharya

论文ID：2208.13234

分类：Soft Condensed Matter

分类简称：cond-mat.soft

提交时间：2023-06-07

PDF 下载： 英文版 中文版pdf翻译中