场驱动聚合物迁移的孔道阻断时间

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摘要翻译：
我们研究了长度为$N$的迁移聚合物的孔阻塞时间，该迁移聚合物在三维中由穿过孔的场$E$驱动。该聚合物表现出唤醒动力学，即我们在没有流体动力学相互作用的情况下考虑聚合物动力学。我们发现，在一个易位事件中，孔保持堵塞的典型时间为$\sim n^{(1+2\nu)/(1+\nu)}/e$,其中$\nu\simeq0.588$是聚合物的Flory指数。与我们以前的工作相一致，我们表明这种标度行为源于孔隙附近的聚合物动力学--特别是在整个孔隙中聚合物链张力不平衡中的记忆效应。这个结果，连同其他几组的数值结果，违反了先前文献中建议的下限$\sim n^{1+\nu}/e$。我们讨论了为什么这个下界是不正确的，并根据能量守恒证明了场驱动易位的孔阻塞时间的正确下界是由$etan^{2nu}/e$给出的，其中$eta$是聚合物周围介质的粘度。
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英文标题：
《Pore-blockade Times for Field-Driven Polymer Translocation》
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作者：
Henk Vocks, Debabrata Panja, Gerard T. Barkema and Robin C. Ball
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最新提交年份：
2008
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分类信息：

一级分类：Physics        物理学
二级分类：Soft Condensed Matter        软凝聚态物质
分类描述：Membranes, polymers, liquid crystals, glasses, colloids, granular matter
膜，聚合物，液晶，玻璃，胶体，颗粒物质
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一级分类：Physics        物理学
二级分类：Statistical Mechanics        统计力学
分类描述：Phase transitions, thermodynamics, field theory, non-equilibrium phenomena, renormalization group and scaling, integrable models, turbulence
相变，热力学，场论，非平衡现象，重整化群和标度，可积模型，湍流
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一级分类：Physics        物理学
二级分类：Biological Physics        生物物理学
分类描述：Molecular biophysics, cellular biophysics, neurological biophysics, membrane biophysics, single-molecule biophysics, ecological biophysics, quantum phenomena in biological systems (quantum biophysics), theoretical biophysics, molecular dynamics/modeling and simulation, game theory, biomechanics, bioinformatics, microorganisms, virology, evolution, biophysical methods.
分子生物物理、细胞生物物理、神经生物物理、膜生物物理、单分子生物物理、生态生物物理、生物系统中的量子现象（量子生物物理）、理论生物物理、分子动力学/建模与模拟、博弈论、生物力学、生物信息学、微生物、病毒学、进化论、生物物理方法。
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一级分类：Quantitative Biology        数量生物学
二级分类：Biomolecules        生物分子
分类描述：DNA, RNA, proteins, lipids, etc.; molecular structures and folding kinetics; molecular interactions; single-molecule manipulation.
DNA、RNA、蛋白质、脂类等；分子结构与折叠动力学；分子相互作用；单分子操作。
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英文摘要：
  We study pore blockade times for a translocating polymer of length $N$, driven by a field $E$ across the pore in three dimensions. The polymer performs Rouse dynamics, i.e., we consider polymer dynamics in the absence of hydrodynamical interactions. We find that the typical time the pore remains blocked during a translocation event scales as $\sim N^{(1+2\nu)/(1+\nu)}/E$, where $\nu\simeq0.588$ is the Flory exponent for the polymer. In line with our previous work, we show that this scaling behaviour stems from the polymer dynamics at the immediate vicinity of the pore -- in particular, the memory effects in the polymer chain tension imbalance across the pore. This result, along with the numerical results by several other groups, violates the lower bound $\sim N^{1+\nu}/E$ suggested earlier in the literature. We discuss why this lower bound is incorrect and show, based on conservation of energy, that the correct lower bound for the pore-blockade time for field-driven translocation is given by $\eta N^{2\nu}/E$, where $\eta$ is the viscosity of the medium surrounding the polymer.
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PDF链接：
https://arxiv.org/pdf/710.494

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关键词：聚合物 interactions Conservation Quantitative manipulation 孔隙 聚合物 Flory field bound