راکتورهای دو فازی در ساده ترین حالت به صورت یک استوانه ی عمودی است، که در داخل آن پر از مایع بوده و فاز گاز از قسمت زیرین توسط یک توزیع کننده وارد راکتور می شود. این راکتورها به دلیل ساختار ساده و بالا بودن میزان انتقال جرم و حرارت به طور گسترده در صنایع شیمیایی، پتروشیمی، متالوژی و بیولوژیکی مورد استفاده قرار می گیرند. در این جا از راکتورهای دو فازی با گردش جریان داخلی برای انجام آزمایش ها استفاده شده است. از محلول سولفیت سدیم برای فاز مایع و از هوا برای فاز گاز استفاده شده است. برای بررسی اثرات هندسی ناودانی بر میزان انتقال جرم از دو ناودانی با قطر 4 و 5 سانتی متر استفاده شده است. برای بررسی انتقال جرم، در اینجا ضریب انتقال جرم حجمی اکسیژن محاسبه شده است. پارامتر ماندگی گاز نیز به دلیل تأثیر بر میزان انتقال جرم بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان دهنده این است که با افزایش قطر ناودانی انتقال جرم و ماندگی گاز افزایش می یابد. آزمایش ها با تغییر نوع توزیع کننده گاز نیز انجام شده است که نتایج نشان دهنده این است که با افزایش تعداد سوراخ های توزیع کننده انتقال جرم و ماندگی گاز افزایش می یابد. برای بررسی بیشتر، راکتور با دینامیک سیالاتی محاسباتی شبیه سازی شده است. تولید هندسه مدل با نرم افزار gambit 2.3.16 و مدل سازی با نرم افزار fluent 6.3.26 انجام شده است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی دارد و حداکثر 10 درصد خطا دارد.

dna زیم ها مولکول های dna ی تک رشته ای هستند که دارای فعّالیت آنزیمی می باشند. آنها به طور عادی در طبیعت حضور نداشته و در محیط آزمایشگاه سنتز می شوند. از مزیت های dnaزیم ها نسبت به آنزیم های پروتئینی، پایداری حرارتی و سادگی فراهم سازی آنها می باشد. یک گروه ازdna زیم ها دارای فعّالیت پراکسیدازی می باشند. این dnaزیم ها از اتصال گروه هِمین به ساختارdna ی چهاررشته ای بوجود می آیند. تحقیقات پیشین نشان داده است که نوع پیکربندی ساختار چهاررشته ای که گروه هِمین به آن متصل می شود بر میزان فعّالیت کاتالیتیکی dnaزیم پراکسیداز بسیار موثر است. در این مطالعه برهم کنش هِمین با رشته 16 نوکلئوتیدی غنی از گوانین t30695 در حضور کاتیون های سدیم و پتاسیم با استفاده از روش های طیف بینی جذبی، طیف بینی فلورسانس، دورنگ نمایی دورانی و دینامیک مولکولی بررسی شد. علاوه براین، فعّالیت dnaزیم پراکسیداز در حضور سدیم و پتاسیم توسط روش طیف بینی فلورسانس سنجش شده است. طیف های دورنگ نمایی دورانی در غلظت 150 میلی مولار kcl و nacl در 8 = ph، طیف هایی مطابق با طیف dnaی چهاررشته ای موازی نشان دادند. شبیه سازی دینامیک مولکولی نشان داد که هِمین تمایل به برهم کنش با dnaی چهاررشته ای داشته و اتم fe در هِمین، تمایل زیادی به اتم های اکسیژن پیوند فسفودی استری در اسکلت dnaی چهاررشته ای دارد. نتایج طیف بینی جذبی مشخص کرد که اتصال این کمپلکس به dnaی چهاررشته ای در حضور هر دو کاتیون سدیم و پتاسیم، سبب هایپرکرومیسیتی و جابجایی قرمز در طیف جذبی می شود که احتمالاً نشان دهنده ی انباشتگی انتهایی است. در آزمایشات fid، کاهش نشر تیازول اورنژ با هردو شکل dnaی چهاررشته ای در حضور هِمین مشاهده شد که می تواند مبین جایگزینی کمپلکس هِمین با تیازول اورنژ باشد. به طور کلی از مطالعات تجربی و تئوری می توان نتیجه گرفت که در حضور هر دو کاتیون، احتمالاً اتصال غالب کمپلکس بهdna ، اتصال خارجی و یا انباشتگی روی بخش های انتهایی است. مطالعات سنجش فعّالیت dnaزیم پراکسیداز نشان دهنده ی فعّالیت بیشتر پراکسیدازی در حضور کاتیون پتاسیم در مقایسه با کاتیون سدیم است.

ژن c-myc نقش مهمی در تنظیم رشد و تکثیر سلولی ایفا می کند و بیان بیش از حد این ژن در گستره وسیعی از سرطان های انسانی دیده شده است. حدود 90% رونویسی ژن c-myc از طریق یک توالی 27 نوکلئوتیدی غنی از گوانین بسیار حساس به نوکلئاز بنام nuclease-hypersensitive element iii (nhe iii) کنترل می شود که این توالی قادر به تشکیل ساختار g-quadruplex تحت شرایط فیزیولوژیک است. بنابراین dna ژن c-myc یک هدف مناسب برای طراحی دارو به خصوص برای شیمی درمانی سرطان محسوب می شود. در این مطالعه، میان کنش اکتینومایسین d(actd) با ساختار چهار رشته ای با روش دینامیک مولکولی مطالعه شده است. همچنین بر هم کنش این دارو با رشته 27 نوکلئوتیدی غنی از گوانین (g/c-myc) و مخلوط این توالی با توالی مکمل خود با غلظت مولی یکسان (gc/c-myc) بعلاوه الیگونوکلئوتید غنی از سیتوزین مکمل این توالی (c/c-myc) با روش های طیف سنجی بررسی شده است. نتایج دینامیک مولکولی نشان داد که اتصال actd به چهاررشته ای از نوع انباشتگی روی بخش های انتهایی است و همچنین actd شعاع ژیراسیون ساختار چهاررشته ای را افزایش داده است. نتایج حاصل از مطالعات دورنگ نمایی دورانی برای الیگونوکلئوتیدهای غنی از گوانین و سیتوزین در غلظت 150 میلی مولار kcl و 2/7 ph طیف هایی مطابق با طیف dna چهاررشته ای موازی برای g/c-myc و i-motif برای c/c-myc نشان داد. همچنین طیف دورنگ نمایی دورانی نشان داد ساختار غالب gc/c-myc در حضور یون k+ دو رشته ای است. بر اساس طیف های دورنگ نمایی دورانی مشخص شد که actd باعث تغییر نوع ساختار dna نشده و صرفاً فشردگی ساختار آن را تغییر می دهد. مطالعات طیف بینی فلورسانس نشان داد که نشر actd بعد از اضافه شدن سه نوع dna افزایش پیدا می کند که مبین وارد شدن actd به نقاط غیر قطبی می باشد. بر طبق طیف بینی جذبی نتیجه گرفته شد که احتمالاً نحوه اتصال غالب کمپلکس بهdna اتصال خارجی و انباشتگی روی بخش های انتهایی است.

در موجودات یوکاریوتی dna با پروتئین های هسته ای هیستون همراه شده و کروماتین را شکل می دهد. نوکلئوزوم، واحد سازنده ی کروماتین است که هر جفت باز در طول ژنوم تکرار می شود. فرآیندهای ژنتیکی حیاتی نظیر همانندسازی، رونویسی، نوترکیبی، و بیماری هایی نظیر سرطان و عفونت های ویروسی بستگی به دسترسی به محتوای dna کروماتینی دارند و تحت تاثیر ساختار نوکلئوزوم قرار می گیرند. پروتئین های هیستونی در دو گروه کلی: هیستون های هسته هشت تایی و هیستون های ارتباط دهنده هستند. هسته هشت تایی هیستون، اولین مرحله متراکم سازی dna در هسته سلول های یوکاریوتی را تسهیل می کند. چهار نوع برهمکنش در ساختار نوکلئوزوم بین هیستون و dna وجود دارد: ) برهمکنش های الکترواستاتیک ) پیوندهای هیدروژنی ) پیوندهای هیدروژنی با واسطه مولکول های آب ) برهمکنش های هیدروفوب. به عنوان مثال، عرض شیارهای کوچک وابسته به توالی dna است. کم پهنا شدن شیار کوچک منجر به افزایش پتانسیل الکترواستاتیک موضعی میشود و این افزایش پتانسیل برهمکنش اختصاصی dna و پروتئین های هیستونی را سبب می شود. در این پایان نامه، برهمکنش های الکترواستاتیک اختصاصی در چندین ساختار نوکلئوزومی که ساختار کریستالی شده آن ها در بانک داده های پروتئین موجود است مورد بررسی قرار گرفته اند. این بررسی ها بیشتر بر پایه ی مقایسه دو ساختار نوکلئوزومی ncp147 و ncp601l است. بررسی ها نشان می دهند که برهمکنش الکترواستاتیک بین dna و هیستون ها به میزان زیادی به توالی dna نوکلئوزومی وابسته است و توالی dna نقش پیچیده و مهمی در جایگیری نوکلئوزوم بر روی dna ایفا می کند.