Luận án Tiến sĩ Vật lí: Điều khiển độ căng của phân tử ADN trong dung môi phi tuyến bằng kìm quang học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH<br /> <br /> THÁI ĐÌNH TRUNG<br /> <br /> ĐIỀU KHIỂN ĐỘ CĂNG CỦA PHÂN TỬ ADN<br /> TRONG DUNG MÔI PHI TUYẾN<br /> BẰNG KÌM QUANG HỌC<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ<br /> Chuyên ngành: Quang học<br /> Mã số: 62.44.01.09<br /> <br /> VINH, 2017<br /> <br /> BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH<br /> <br /> THÁI ĐÌNH TRUNG<br /> <br /> ĐIỀU KHIỂN ĐỘ CĂNG CỦA PHÂN TỬ ADN<br /> TRONG DUNG MÔI PHI TUYẾN<br /> BẰNG KÌM QUANG HỌC<br /> <br /> LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ<br /> Chuyên ngành: Quang học<br /> Mã số: 62.44.01.09<br /> <br /> NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:<br /> 1. PGS.TS. HỒ QUANG QUÝ<br /> 2. TS. ĐOÀN HOÀI SƠN<br /> <br /> VINH, 2017<br /> <br /> LỜI CAM ĐOAN<br /> <br /> Tôi xin cam đoan nội dung của bản luận án này là công trình nghiên<br /> cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của tập thể hướng dẫn PGS. TS.<br /> Hồ Quang Quý và TS. Đoàn Hoài Sơn. Các kết quả trong luận án là trung<br /> thực chưa có trong các luận án khác và tôi đã công bố trên 09 tạp chí chuyên<br /> ngành trong và ngoài nước.<br /> <br /> Tác giả luận án<br /> <br /> Thái Đình Trung<br /> <br /> i<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> <br /> Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy giáo PGS.TS. Hồ<br /> Quang Quý và TS. Đoàn Hoài Sơn, người đã hướng dẫn tận tình và động viên<br /> bản thân tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện luận án với tinh thần đầy<br /> trách nhiệm. Thầy đã giúp tôi nâng cao kiến thức, nghị lực, phát huy được<br /> sáng tạo và hoàn thành tốt luận án.<br /> Tôi xin cảm ơn sâu sắc đến qúy Thầy giáo, Cô giáo Khoa Vật lý và<br /> Công nghệ Trường Đại học Vinh đã đóng góp nhiều ý kiến khoa học bổ ích<br /> cho nội dung của luận án, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian học tập<br /> và nghiên cứu tại Trường Đại học Vinh.<br /> Tôi cũng xin được cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Vinh,<br /> Trường THPT Chuyên đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho bản<br /> thân tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu trong những năm qua.<br /> Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè và<br /> đồng nghiệp đã quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành<br /> luận án.<br /> Tác giả<br /> <br /> ii<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1<br /> CHƢƠNG I. KÌM QUANG HỌC CHO PHÂN TỬ ADN ........................ 10<br /> 1.1. Cấu trúc của ADN ................................................................................. 10<br /> 1.2. Một số loại ADN quan tâm .................................................................... 13<br /> 1.3. Các đặc trƣng cơ học và đàn hồi của chuỗi ADN ............................... 15<br /> 1.3.1. Biến dạng kéo và nén của thanh đàn hồi............................................... 16<br /> 1.3.2. Biến dạng uốn của thanh đàn hồi mỏng. ............................................... 17<br /> 1. 3.3. Mô hình chuỗi liên tục (WLC) ............................................................. 19<br /> 1.4. Hiệu chỉnh biểu thức lực đàn hồi .......................................................... 22<br /> 1.4.1. Lý do cần hiệu chỉnh ............................................................................. 22<br /> 1.4.2. Hiệu chỉnh hàm lực căng...................................................................... 27<br /> 1.5. Kìm quang học cho phân tử ADN ........................................................ 31<br /> 1.6. Kết luận chƣơng 1 .................................................................................. 34<br /> CHƢƠNG II. QUÁ TRÌNH ĐỘNG LỰC HỌC CỦA VI HẠT LIÊN KẾT<br /> VỚI PHÂN TỬ ADN TRONG KÌM QUANG HỌC ................................. 35<br /> 2.1. Quang lực. ............................................................................................... 35<br /> 2.1.1. Định nghĩa quang lực ............................................................................ 35<br /> 2.1.2. Quang lực trong chế độ Rayleigh .......................................................... 38<br /> 2.2. Phân bố quang lực của chùm laser phân bố Gaussian ...................... 43<br /> 2.2.1. Phân bố quang lực gradient ngang gây ra bởi chùm laser ........................ 43<br /> 2.2.2. Phân bố quang lực dọc gây ra bởi chùm laser. ..................................... 46<br /> 2.3. Kìm quang học một chùm tia cho phân tử ADN................................. 48<br /> 2.3.1 . Mô hình nguyên lý ............................................................................... 48<br /> 2.3.2. Phương trình Langevin tổng quát ......................................................... 49<br /> 2.3.3. Lời giải số phương trình Langevin ....................................................... 50<br /> <br /> iii<br /> <br />