Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Դուպլեքսային ԴՆԹ-ն ճկունշղթա պոլիմերի հալույթում որպես բյուրեղացման կենտրոն

Գրիգորյան, Զարեհ Արտաշեսի (2016) Դուպլեքսային ԴՆԹ-ն ճկունշղթա պոլիմերի հալույթում որպես բյուրեղացման կենտրոն. Doctor of Sciences thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (913Kb) | Preview

    Abstract

    Создание полимерных композитных материалов остается одной из актуальных проблем современности. Основной проблемой при создании такого рода материалов является контроль за свойствами синтезируемого материала. С этой точки зрения, формирование регулярной структуры полимеров позволяет значительно улучшить комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств (теплостойкость, электроизоляционные свойства), сохранить их при повышенных и пониженных температурах, а также расширить области применения нанокомпозитов на основе органических и элементоорганических полимеров. В настоящее время, одним из перспективных направлений по контролю за синтезом и свойствами нанокомпозитных материалов является использование биологических молекул и, в частности, ДНК (Seeman, 1982; LaBean and Li, 2007). Как известно, биологические макромолекулы во многих случаях образуют комплексы с различными надмолекулярными структурами, используя механизмы молекулярного узнавания. Так, например, молекулы ДНК и РНК вирусов и бактериофагов как правило плотно упаковываются в капсиде, оболочке образуемой молекулами белка. Кроме того, молекулы ДНК в состоянии узнавать специфические участки в белковых молекул, что используется при построении белок - содержащих наноструктур (Yan, et al., 2003). В настоящее время, молекулы ДНК также используются при покрытии золотых наночастиц, углеродных нанотрубок и т. п. Взаимодействие ДНК с различными высоко- и низкомолекулярными соединениями является ключевым элементом при создании различных наноматериалов. Все это приводит к тому, что изучения влияния ДНК на образование упорядоченных структур в различных и в том числе, полимерных материалах представляет собой весьма актуальную задачу. Հանգուցային բառեր: Ճկունշղթա պոլիմերային խառնուրդ, ԴՆԹ, բյուրեղացում, իզոտրոպ փուլ, նեմատիկ փուլ, ամորֆ-բյուրեղային պոլիմերի թրծաթողում Աշխատանքում տեսականորեն և փորձարարականորեն ուսումնասիրվել է երկշղթա ԴՆԹ-ի կոշտ շղթայական ֆրագմենտներով ճկունշղթա պոլիմերի խառնուրդի վարքը՝ ճկունշղթա պոլիմերի բյուրեղացումն ապահովող պայմաններում: Փորձարարականորեն ցույց է տրվել, որ ճկունշղթա պոլիմերի իզոթերմ բյուրեղացումը հանգեցնում է բյուրեղների ավելի քիչ արատների, քան ոչ իզոթերմ բյուրեղացումը, ինչպես նաև բարձրացնում է համակարգի հալման ջերմաստիճանը: Տեսականորեն ցույց է տրվել, որ բյուրեղիկում ԴՆԹ-ի կրկնակի պարույրի ֆրագմենտի ազատ էներգիան էականորեն ավելի փոքր է ճկունշղթա պոլիմերի հալույթում նույն մեծության համեմատ, ինչը որոշակի պայմաններում ճկունշղթա պոլիմերի բյուրեղացման դեպքում թույլ է տալիս դրանք օգտագործել որպես նուկլեացիայի կենտրոններ: Դրանց առկայությունը բարձրացնում է հալման ջերմաստիճանը և, որպես հետևանք, բյուրեղացման ջերմաստիճանի վերին սահմանը: Իդեալական պոլիմերային բյուրեղի հալման և բյուրեղացման ջերմաստիճանի տեղաշարժը կախված է ճկունշղթա պոլիմերի ծավալային մասնաբաժնից, ինչպես նաև բյուրեղիկի լայնակի կտրվածքի մակերեսից: Բացի այդ, ճկունշղթա պոլիմերով խառնուրդում երկշղթա ԴՆԹ-ն կարող է իզոտրոպ փուլից անցնել հեղուկ-բյուրեղային նեմատիկ փուլի, ինչպես նաև ցուցաբերում է փուլային շերտավորման տարբեր տիպեր և եռափուլ հավասարակշռության առկայություն՝ կախված ճկունշղթա պոլիմերի ծավալային մասնաբաժնից, ջերմաստիճանից և ԴՆԹ-ԴՆԹ ու ԴՆԹ-ճկունշղթա պոլիմեր փոխազդեցության պարամետրերից: Տեսականորեն ցույց է տրվել, որ ԴՆԹ-լիգանդ փոխազդեցությունը թույլ է տալիս կարգավորել նուկլեացիայի կենտրոնների նեմատիկ կարգը և, որպես հետևանք, պոլիմերի բյուրեղացումը: Ընդ որում, վերլուծվել է այն լիգանդների ազդեցությունը, որոնք ցուցաբերում են կապման մի քանի մեխանիզմներ ԴՆԹ-ի նատիվ և դենատուրացված ձևերի հետ: Մասնավորապես, ցույց է տրվել ԴՆԹ-լիգանդ կոմպլեքսների ինչպես ջերմային, այնպես էլ սառը բնափոխման հնարավորությունը՝ կախված ԴՆԹ-ի հետ լիգանդների կապման հաստատունների արժեքներից, ինչպես նաև լիգանդների և ԴՆԹ-ի կոնցենտրացիայից:Keywords: Flexible-chain polymer mixture, DNA, crystallization, isotropic phase, nematic phase, annealing of amorphous-crystallic polymer In this work behavior of the flexible-chain polymer mixture with rigid-chain double-stranded DNA fragments in conditions providing the crystallization of the flexible-chain polymer has been theoretically and experimentally studied. It was experimentally shown that an isotherm crystallization of the flexible-chain polymer leads to less defectiveness of crystals than non-isotherm one, as well as raises the system melting temperature. It was theoretically shown that free energy of double-stranded DNA fragment in the crystal is significantly less than that in the flexible-chain polymer melt, which in the certain conditions permits them being used as nucleation centers at the flexible-chain polymer crystallization. Their presence enhances the melting temperature and, as a consequence, superior boundary of crystallization temperature. Shift of melting and crystallization temperatures of an ideal polymer crystal depends on both volume portion of the flexible-chain polymer and crystal cross section area. Besides, double-stranded DNA in the mixture with the flexible-chain polymer can transmit from isotropic phase to liquid-crystal nematic phase, as well as demonstrates different types of phase layering, presence of three-phase equilibrium depending on the flexible-chain volume portion, temperature and DNA-DNA and DNA-flexible-chain polymer interaction parameters.

    Item Type: Thesis (Doctor of Sciences)
    Additional Information: Դուպլեքսային ԴՆԹ-ն ճկունշղթա պոլիմերի հալույթում որպես բյուրեղացման կենտրոն: Duplex DNA in melt of the flexible-chain polymer as a crystallization center.
    Uncontrolled Keywords: Գրիգորյան Զարեհ Արտաշեսի, Grigoryan Zareh
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 15 Mar 2017 14:03
    Last Modified: 15 Mar 2017 16:16
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4281

    Actions (login required)

    View Item