Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Valódi felülethez viszonyított (intrinsic) szabadenergiaprofil számítása fluid határfelületeken Darvas Mária ELTE, Határfelületek és Nanorendszerek Laboratóriuma,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Valódi felülethez viszonyított (intrinsic) szabadenergiaprofil számítása fluid határfelületeken Darvas Mária ELTE, Határfelületek és Nanorendszerek Laboratóriuma,"— Előadás másolata:

1 Valódi felülethez viszonyított (intrinsic) szabadenergiaprofil számítása fluid határfelületeken Darvas Mária ELTE, Határfelületek és Nanorendszerek Laboratóriuma, Pázmány P. Stny 1/A, H ‑ 1117 Budapest, Hungary Institut UTINAM—UMR CNRS 6213, Faculté des Sciences, Université de Franche-Comté, F Besançon Cedex, France Miguel Jorge Laboratory of Separation and Reaction Engineering (LSRE)Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto Rua Dr. Roberto Frias, s/n Porto, Portugal Marcello Sega ICP, Stuttgart University Pfaffenwaldring Stuttgart Germany Pál Jedlovszky Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

2 Tartalom Tartalom 1.Bevezetés -Alkalmazási területek 2.Módszerek - Ismert szabadenergiaszámoló módszerek -A korlátozott változók módszere -A határfelület kérdésköre - Az intrinsic módszer - A módszer elve - Technikai kérdések 3.A víz/1,2-diklóretán/kloridion rendszer példája -A szimuláció részletei -Eredmények Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

3 Bevezetés 1. - miért fontos? - Bevezetés 1. - miért fontos? - Kismolekulák transzportja membránon keresztül Ionok eloszlása határfelületeken A, Biológiai membránok -ion transzfer -elektron transzfer -gyógyszer célbajuttatás B, Elektrokémia -redox folyamatok töltött felületeken -határfelületi ionadszorpció Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

4 Bevezetés 4. - Szabadenergia profil és a PMF kapcsolata - Bevezetés 4. - Szabadenergia profil és a PMF kapcsolata - Lehetetlen meghatározni Szimulációk útján közvetlenül nem számítható Szabadenergia Workshop november Mátrafüred két állapot szabadenergia különbségét számítjuk (TI, FEP) A szabadenergiát a potential of mean force-szal közelítjük

5 Módszerek Számítógépes Szimulációs Technikák A, Kváziegyensúlyi módszerek -Korlátozott szabadsági fokok módszere (variable constraining) -Umbrella Sampling B, Dinamikus módszerek - Irányított molekuláris dinamika (Steered Molecular Dynamics) -Metadinamika Több szimuláció A profilt kis egyensúlyi lépésekben kapjuk Egyetlen szimuláció Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

6 Potential of Mean Force – korlátozott szabadsági fokok módszere 1.– klasszikus megközelítés A tesztrészecske helyét fixáljuk a szimulációs dobozban. (1- 3D) A részecske helyben tartásához a szükséges a rendszer által kifejtett erőt feljegyezzük a szimuláció minden időlépésében. A tesztrészecskét elmozdítjuk. (kis egyensúlyi lépés) Az átlagos erő hely szerinti negatív integrálja a PMF (szabadenergiaprofil). Elterjedt értelmezés: a profilt a makroszkópikus határfelülettől vett távolság (z j ) függvényében ábrázoljuk xNxN Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

7 F PMF A szimulációs protokol Potential of Mean Force – korlátozott szabadsági fokok módszere 2.– klasszikus megközelítés Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Z

8 Problémás kérdés – mi a határfelület?- makroszkópikusan atomi felbontásban Harmadik részecske a jelenlétében a hatás még kifejezettebb (pl.: vízujj képz ő dés iontranszfer során) Új megközelítés: viszonyítsunk a valódi felülethez (INTRINSIC PMF) Nem sík, a kapilláris hullámok miatt korrugált Id ő ben változó Sík Időben állandó Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

9 ITIM analízis ITIM analízis -A valódi határfelület meghatározása– Határfelületi molekulák : a próbagolyót megállítják Az atomok méretét a Lennard - Jones  L-J paraméterrel közelítjük  L-J = 0 a próbagolyó nem látja az atomot Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

10 Potential of Mean Force – a valódi felülethez viszonyított megközelítés 1.– A tesztrészecske helyét fixáljuk a szimulációs dobozban (1-3D). A szimuláció minden időlépésében feljegyezzük a molekula egy helyben tartásához szükséges erőt és a valódi határfelületet alkotó molekulák listáját, amiből kiszámítjuk a pillanatnyi erő (F inst )vs valódi távolság (z int ) fuggvényt A tesztrészecskét kis egyensúlyi lépésben áthelyezzük A F(zint) függvény integrálja a PMF az adott zint intrinsic távolságnál Új megközelítés:A szabadenergia profilt a valódi határfelülettől vett intrinsic távolság függvényében ábrázoljuk xNxN Szabadenergia Workshop november Mátrafüred

11 Potential of Mean Force – a valódi felülethez viszonyított megközelítés 1.– Technikai kérdések 1. - Az ITIM analízis időigénye Technikai kérdések 1. - Az ITIM analízis időigénye Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Csak az ionhoz közeli tesztvonalakat vesszük figyelembe

12 Potential of Mean Force – a valódi felülethez viszonyított megközelítés 1.– Technikai kérdések 2. - Hogyan értendő az intrinsic távolság Technikai kérdések 2. - Hogyan értendő az intrinsic távolság Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Voronoi módszer Háromszöges interpoláció A ion C tr z int y z x

13 Potential of Mean Force – a valódi felülethez viszonyított megközelítés 1.– Technikai kérdések 3. - Hidrátburok a szerves fázisban. Felület vagy nem? Technikai kérdések 3. - Hidrátburok a szerves fázisban. Felület vagy nem? Szabadenergia Workshop november Mátrafüred A hidrátburok a felület részeÖnálló hidrátburok Megoldás: klaszter analízis az ITIM-et megelőzően 1. A hidrátburkot alkotó vízmolekulák kiválasztása 2. A hidrátburok molekuláit is tartalmazó legkisebb klaszter megkeresése A.Valamelyik klaszter nagyobb, mint 2× B. Mindegyik klaszter kisebb, mint 2× A hidrátburok a felület része ITIM Önálló hidrátburok ITIM X

14 Eredmények 1. – A klasszikus PMF – Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Klasszikus PMF Tömegsűrűség

15 Eredmények 2. – Az intrinsic PMF – Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Intrinsic tömegsűrűség Intrinsic PMF

16 Eredmények 3. – Időigény, módszerfüggés– Szabadenergia Workshop november Mátrafüred Intrinsic PMF R é szl é p é sVal ó s időig é ny/ s/konfigur á ci ó Szimul á ci ó 2,54 Klaszter anal í zis2,49 ITIM anal í zis3,95 H á romsz ö ges interpol á ci ó 0,14 Voronoi m ó dszer0,12 Erő t á vols á g f ü ggv é ny 0,08 Újradobozol á s és integrálás 0,10

17 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Valódi felülethez viszonyított (intrinsic) szabadenergiaprofil számítása fluid határfelületeken Darvas Mária ELTE, Határfelületek és Nanorendszerek Laboratóriuma,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések