جذب سطحي وانكومايسين روي ريزتير با كاربرد زيست حسگري بر پايه شبيه سازي ديناميك مولكولي

Vancomycin Adsorption on Microcantilever Based on Molecular Dynamics Simulation

فرآيند شبيه سازي جذب آنتي بيوتيك وانكومايسين توسط روش ديناميك مولكولي در اين مقاله مورد بررسي قرار گرفته است. اين فرآيند به تعيين رفتار جذب وانكومايسين به سطح فعال سازي شده يك حسگر زيستي منجر شده است. با توجه به اهميت كاربرد آنتي بيوتيك ها در فرآيند درماني آلودگي هاي ميكروبي، در اين مقاله، بررسي سازوكار مولكولي وانكومايسين با نگاه شبيه سازي چند مقياسي به انجام رسيده است. با توجه به سازوكار عملكرد وانكومايسين، چگونگي اتصال يا جذب آن به يك چيدمان تك لايه مولكولي مد نظر قرار گرفته است. فرآيند جذب روي سطح يك حسگر زيستي شبيه سازي شده است. حسگر زيستي مورد نظر از نوع ريزتير يكسرگيردار بوده كه با تكميل فرآيند جذب، با توجه به تغيير كشش سطحي تغيير شكل پيدا مي كند. اين تغيير شكل توسط روش هاي محاسباتي چند مقياسي براي حالات تجربي متناظر به دست آمده است. براي بررسي دقيق متغييرهاي اين مساله، مدل هاي ديناميك مولكولي براي سطح حسگر حين جذب زيستي در حالات خلا و محيط آبي حل شده است. چگونگي بررسي فرآيند جذب در غالب بررسي مقدار پارامتر انرژي متناظر با كشش سطحي با تغييرات فاصله مولكول هدف و سطح جذب بوده است. همچنين در تعيين فواصل چيدمان مولكولي لايه فعال سطح جاذب روي حسگر، الگوريتمي براي انتخاب چيدمان با توجه به كارهاي تجربي مورد توجه قرار گرفته است. مقادير كشش سطحي به دست آمده در محدوده كارهاي تجربي به دست آمده است.

Adsorption simulation of vancomycin antibiotic is done using molecular dynamics. The simulation results show the adsorption behavior of vancomycin on a functionalized biosensor. Regarding the importance of vancomycin, its molecular function is simulated using multiscale discipline. Adsorption to a single assembly monolayer is considered according to vancomycin’s in-vivo function. A selected biosensor is a non-symmetrically functionalized microcantilever which undergoes deformation as a result of changes in surface tension regarding functionalized surface. Multiscale simulations implemented to calculate microcantilever deformation. Molecular models in a vacuum and aquatic media are taken into account. Energy parameters related to surface tension is studied versus the distance of target molecules to the surface of the biosensor. To calculate the distance between receptor molecules in single assembly monolayer, an algorithm is proposed based on experimental results.