DNA polymer physics in complex nanofluidic environments

A complex nanofluidic device consisting of a slit embedded with an array of nanopit cavities is used to study the physics of confined DNA. By measuring the number of cavities occupied by a molecule in varying geometries, the entropic free energy of confinement and effective molecular width were measured. By measuring the correlation time of contour fluctuations between two pits, the dependence of the dominant relaxation modes on the local free energy landscape was investigated. By measuring the fraction of a molecule occupying single pits of varying size, the effects of excluded volume interactions in cavities were studied. The results were considered in light of a model for the free energy of confinement taking into account semi-flexibility, excluded volume, and entropic elasticity, components of which were developed to understand these experiments.Nous utilisons un dispositif nanofluidique complexe avec une fente composé d'un treillis des fosses, et étudions la physique de l'ADN confiné. Nous mesurons le nombre de fosses qui sont occupées pour une molécule en différentes géométries. Nos données démontrent l'énergie libre de confinement entropique et la largeur effectif de l'ADN. Nous mesurons le temps de corrélation des fluctuations du contour entre deux fosses, et le dépendence des modes de relaxation sur le potentiel. Ensuite, nous mesurons la fraction d'une molécule qui occupe des fosses uniques de taille variable, et nous étudions les effets stérique dans des cavités. Nous considérons les résultats en tenant compte d'un modèle pour l'énergie de confinement qui comprend la semi-flexiblité, la volume exclu, et l'élasticité entropique. Ce modèle a été développé afin d'interpréter les résultats