Poisson-Boltzmann equation

Poisson-Boltzmann equation

The Poisson-Boltzmann equation is a differential equation that describes electrostatic interactions between molecules in ionic solutions. It is the mathematical base for the Gouy-Chapman double layer (interfacial) theory; first proposed by Gouy in 1910 and complemented by Chapman in 1913. The equation is important in the fields of molecular dynamics and biophysics because it can be used in modeling implicit solvation, an approximation of the effects of solvent on the structures and interactions of proteins, DNA, RNA, and other molecules in solutions of different ionic strength. It is often difficult to solve the Poisson-Boltzmann equation for complex systems, but several computer programs have been created to solve it numerically.

The equation can be written as:

:vec{ abla}cdotleft [epsilon(vec{r})vec{ abla}Psi(vec{r}) ight] = -4pi ho^{f}(vec{r}) - 4pisum_{i}c_{i}^{infty}z_{i}lambda(vec{r})qe^{frac{-z_{i}qPsi(vec{r})}{k_B T

where epsilon(vec{r}) represents the position-dependent dielectric, Psi(vec{r}) represents the electrostatic potential, ho^{f}(vec{r}) represents the charge density of the solute, c_{i}^{infty} represents the concentration of the ion "i" at a distance of infinity from the solute, z_{i} is the charge of the ion, "q" is the charge of a proton, k_B is the Boltzmann constant, "T" is the temperature, and lambda(vec{r}) is a factor for the position-dependent accessibility of position "r" to the ions in solution. If the potential is not large, the equation can be linearized to be solved more efficiently.Fogolari F, Brigo A, Molinari H. (2002). The Poisson-Boltzmann equation for biomolecular electrostatics: a tool for structural biology. [http://dx.doi.org/10.1002/jmr.577 "J Mol Recognit" 15(6):377–392] . (See this paper for derivation.)] [G.L. Gouy, j. de phys 9, 457 (1910)] [D.L. Chapman, Philos. Mag. 25, 475 (1913)]

References

ee also

* DelPhi: a canonical finite difference Poisson-Boltzmann solver for protein, now distributed as free software

External links

* [http://apbs.sourceforge.net/ Adaptive Poisson–Boltzmann Solver]
* [http://www.eyesopen.com/products/toolkits/zap.html Zap] - A Poisson-Boltzmann electrostatics solver.
* [http://www.math.msu.edu/~wei/MIBPB/ MIBPB ] Matched Interface & Boundary based Poisson-Boltzmann solver


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Look at other dictionaries:

  • Poisson's equation — In mathematics, Poisson s equation is a partial differential equation with broad utility in electrostatics, mechanical engineering and theoretical physics. It is named after the French mathematician, geometer and physicist Siméon Denis Poisson.… …   Wikipedia

  • Poisson-Boltzmann-Gleichung — Die Poisson Boltzmann Gleichung beschreibt die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen Molekülen in Flüssigkeiten mit darin gelösten Ionen. Sie ist vor allem in den Gebieten der Moleküldynamik und Biophysik von großer Bedeutung. Hier dient… …   Deutsch Wikipedia

  • Equation de Poisson-Boltzmann — Équation de Poisson Boltzmann Pour les articles homonymes, voir Poisson (homonymie). L équation de Poisson Boltzmann est une équation qui apparaît dans la théorie de Debye Huckel des solutions ioniques. Cette équation permet de calculer le… …   Wikipédia en Français

  • Équation de poisson-boltzmann — Pour les articles homonymes, voir Poisson (homonymie). L équation de Poisson Boltzmann est une équation qui apparaît dans la théorie de Debye Huckel des solutions ioniques. Cette équation permet de calculer le potentiel électrostatique créé par… …   Wikipédia en Français

  • Équation de Poisson-Boltzmann — Pour les articles homonymes, voir Poisson (homonymie). L équation de Poisson Boltzmann est une équation qui apparaît dans la théorie de Debye Huckel des solutions ioniques. Cette équation permet de calculer le potentiel électrostatique créé par… …   Wikipédia en Français

  • Boltzmann equation — For other uses, see Boltzmann s entropy formula, Stefan–Boltzmann law and Maxwell–Boltzmann distribution The Boltzmann equation, also often known as the Boltzmann transport equation, devised by Ludwig Boltzmann, describes the statistical… …   Wikipedia

  • Ecuación de Poisson-Boltzmann — La ecuación de Poisson Boltzmann es una ecuación diferencial que describe interacciones electrostáticas entre moléculas en soluciones iónicas. Es la base matemática para el modelo de la Doble Capa Eléctrica Interfacial de Gouy Chapman, propuesta… …   Wikipedia Español

  • Equation de Poisson — Équation de Poisson Pour les articles homonymes, voir Poisson (homonymie). Articles d analyse vectorielle …   Wikipédia en Français

  • Équation de poisson — Pour les articles homonymes, voir Poisson (homonymie). Articles d analyse vectorielle …   Wikipédia en Français

  • Equation de Boltzmann — Équation de Boltzmann L équation de Boltzmann (1872) est une équation intégro différentielle de la théorie cinétique qui décrit l évolution d un gaz peu dense hors d équilibre. Elle permet notamment de démontrer le théorème H, et d étudier la… …   Wikipédia en Français

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”