17、JENA案例研究：DNA分离、离心与神经信号传导模拟

JENA案例研究：DNA分离、离心与神经信号传导模拟

1. DNA分离参数拟合

在空间DNA按链长分离的物理过程中，对于参数G的拟合，我们首先要确定JENA模型中形成条带的DNA链颗粒的空间簇。针对每个条带，也就是每种可用的链长和链质量，计算其在x轴上的平均位置。这些数据将作为参数拟合的参考和目标。

具体操作步骤如下：
1. 为公式5.27中的G随机选择一个初始值并应用该公式。
2. 通过对所有条带偏差的加权求和来估计累积误差。
3. 采用爬山启发式方法，对G进行小幅度的递增或递减，再次应用公式。
4. 经过数千次迭代后，得出最终优化的G值。

在1.5%琼脂糖和E = 500 V/m的线性双链非变性DNA的琼脂糖凝胶电泳中，我们拟合出G的恒定平均值约为6.794 · 10⁻⁴ A·s·kg^(1/3)/m。不同的凝胶组成和不同的电场强度可能意味着G的其他最佳拟合值，这揭示了一种函数关系。

2. 离心技术

离心是一种成熟且常用的实验室技术，用于根据颗粒的不同质量密度对液体（悬浮液或分散液）中的颗粒进行空间分离。此外，它还可用于将液体混合物（乳液）分离成其组成部分。一个典型的应用场景是从琼脂糖凝胶电泳后的条带中回收DNA链。

具体操作流程如下：
1. 准备样本 ：用手术刀从凝胶中切下包含所需DNA链的条带，该凝胶块除了含有目标DNA链外，还包含许多琼脂糖细丝、封装的水分子以及先前DNA操作中残留的蛋白质。将能分解琼脂糖细丝的液体装入试管，然后将凝胶块浸入其中，使细丝分解并溶解，释放出封装的水，此时试管中形成了液体中包含不同类型颗粒的混