|
Conference publicationsAbstractsXVIII conferenceNumerical Investigation of Polymerase Chain Reaction under the Natural Convection450054, Russia, Ufa, Pr.Oktyabrya, 71 1 pp. (accepted)Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – широко распространенный способ амплификации ДНК для быстрой и точной диагностики заболеваний. Реакция протекает при нагревании и охлаждении водного раствора, содержащего двунитевые ДНК, праймеры и фермент полимеразу. В данной работе исследуется ПЦР при конвекции в ячейке Релея-Бенара. Уравнения изменения концентраций компонентов смеси представлены в виде: $$\frac{\partial c_i}{\partial t}+\nabla \left(c_i \mathbf{u}\right)=\frac{Da^C}{Da^D}\nabla^2 c_i+Da^C r_i, \quad i=1,2,3$$ где $c_1$, $c_2$, $c_3$ – концентрации однонитевых, отожженных и двунитевых ДНК соответственно, $r_i$ – интенсивность изменения концентрации $i$-го компонента за счет фазовых переходов, $Da^D$ – диффузионное число Дамкелера, $Da^C$ – конвективное число Дамкелера, определяющее отношение скоростей реакции и конвективных процессов.
С помощью численного решения получены распределения концентраций компонентов смеси, найдено поле скорости течения реагирующей смеси, выявлены зависимости выхода реакции ПЦР от конвективного и диффузионного чисел Дамкелера, показана пространственная неоднородность полей концентрации компонентов смеси.
Литература. 1. Yariv E., Ben-Dov G., Dorfman K.D. Polymerase chain reaction in natural convection system: A convection-diffusion-reaction model // Europhysics Letters. Vol. 71, No. 6, 2005 pp. 1008 1014. 2. Allen J. W., Kenward M., Dorfman K. D. Coupled flow and reaction during natural convection // Microfluid Nanofluid. No. 6., 2009. pp. 121 130. 3. С. Патанкар. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. – Москва: Энергоатомиздат, 1984. 152с. |
