病毒衣壳纳米压痕的非线性有限元分析
生物物理
2015-06-26 v1 计算物理
摘要
最近的原子力显微镜（AFM）纳米压痕实验测量了病毒蛋白质壳的力学响应，为其强度和弹性提供了定量描述。为了更好地理解和解释这些测量结果，并阐明其潜在机制，本文在三维非线性连续介质弹性框架内采用了一种粗粒化建模方法。针对两种衣壳提出了均匀、各向同性、弹性的厚壳模型：球形豇豆褪绿斑驳病毒（CCMV）和椭圆柱形噬菌体φ29。通过有限元方法分析，这些模型能够对AFM针尖几何形状、衣壳尺寸和衣壳本构描述的影响进行参数化表征。衣壳对压痕的普遍非线性力响应被证明对本构细节不敏感，而受几何形状影响很大。力响应的非线性硬化和软化取决于AFM针尖尺寸和壳厚度。模型的拟合捕捉到了实验测量中观察到的近似线性行为，并估算出CCMV的杨氏模量约为280-360 MPa，φ29的杨氏模量约为4.5 GPa。
引用
@article{arxiv.physics/0608171,
title = {Nonlinear Finite Element Analysis of Nanoindentation of Viral Capsids},
author = {Melissa M. Gibbons and William S. Klug},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0608171},
year = {2015}
}
备注
24 pages, 10 figures, submitted to Biophysical Journal