مطالعه نظری جذب داروی پنی سیلامین بر روی نانو لوله تک جداره بورنیترید شکل صندلی (۵،۵)

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران

چکیده

در این پژوهش، فرایند جذب داروی ضد سرطان پنی­ سیلامین (Pen) بر روی دیواره خارجی نانولوله­ ی بور نیترید (BNNT)­ شکل صندلی (۵،۵) در سطح محاسباتی B3LYP/6-31G(d,p) مورد بررسی قرار گرفته و سپس انرژی مولکول­ ها توسط روش B3LYP-D3 اصلاح شده به دست آمده است. نتیجه‌ها نشان می ­دهد که مقدارهای انرژی جذب کمپلکس ­ها منفی است و فرایند از لحاظ انرژی دلخواه می­ باشد. تأثیر فرایند جذب بر روی ویژگی‌های الکترونی و پایداری نانولوله نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا، قدرت و ماهیت برهمکنش ­های بین مولکولی در کمپلکس­ ها توسط پارامترهای انرژی، هندسی، مکان شناسی و اوربیتال مولکولی ارزیابی شده است. همچنین براساس این نتیجه‌ها می ­توان اظهار داشت که ۵ Drug@BNNT دارای منفی­ ترین مقدار انرژی جذب Ead و آنتالپی جذب Had بوده و پایدارترین ساختار می ­باشد. سرانجام تجزیه و تحلیل اوربیتال مولکولی  HOMOو LUMO نشان می­ دهد که چگالی الکترون HOMO بر روی مولکول دارو مستقر است در حالی­ که چگالی الکترون LUMO بر روی نانولوله ­ها متمرکز بوده و مقدار اختلاف انرژی بین دو اوربیتال مولکولی (Eg)  به دلیل فرایند جذب، کاهش یافته است.­ بر اساس دستاوردهای این پژوهش، نانولوله­ های بور نیترید را می ­توان به عنوان  حامل­ داروی ضد سرطان پنی­ سیلامین در نظر گرفت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Bhushan B.,“Handbook of Nanotechnology”, Berlin, Springer Verlag (2004).
[2] Khan D.R.,The Use of Nanocarriers for Drug Delivery in Cancer Therapy. Journal of Cancer Science & Therapy, 2(3): 58-62 (2010).
[3] Hughes G.A.,Nanostructure-Mediated Drug Delivery, Nanomedicine  in Cancer, 1: 47-72 ( 2017).
[4] De Villiers M. M., Pornanong A., Glen S. K.,„Nanotechnology in Drug Delivery”, USA: AAPS Press, (2009).
[5] Arias J. L., “Nanotechnology and Drug Delivery, Volume One: Nanoplatforms in Drug Delivery”, USA: CRC Press (2014).
[6] Iijima S.,Helical Microtubules of Graphitic Carbon, Nature, 354: 56-58 (1991).
[7] Chang, C.W., Fennimore, A.M ., Afanasiev, A., Okawa, D., Ikuno, T., Garcia, H., Li, Deyu., Majumdar, A., Zettl, A, Isotope Effect on the Thermal Conductivity of Boron Nitride Nanotubes, Phy. Rev. Lett, 97: 085901 (2006).
[8] Zhi C.Y., Bando Y., Tang C.C., Huang Q., Golberg D., Boron Nitride Nanotubes: Functionalization and Composites, Journal of Materials Chemistry, 18: 3900-3908 (2008).
[9] Garel J., Leven I., Zhi C., Nagapriya K.S., Popovitz-Biro R., Golberg D., Bando Y., Hod O., Joselevich E., Ultrahigh Torsional Stiffness and Strength of Boron Nitride Nanotubes, Nano Letters, 12: 6347-6352 (2012).
[10] Ciofani G., Raffa V., Menciassi A., Cuschieri A., Cytocompatibility, Interactions, and Uptake of Polyethyleneimine-Coated Boron Nitride Nanotubes by Living Cells: Confirmation of Their Potential for Biomedical Applications, Biotechnol. Bioeng, 101: 850-858 (2008).
[11] Khatti Z., Hashemianzadeh S.M., Boron Nitride Nanotube as A Delivery System for Platinum Drugs: Drug Encapsulation and Diffusion Coefficient Prediction, European Journal of Pharmaceutical Sciences, 88: 291-297 (2016).
[12] Kaur J., Singla P., Goel N., Adsorption of Oxazole and Isoxazole on BNNT Surface: A DFT Study, Applied Surface Science, 328: 632-640 (2015).
[13] Wang R., Zhang D., Liu C., DFT Study of the Adsorption of 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-P-Dioxin on Pristine and Ni-Doped Boron Nitride Nanotubes, Chemosphere, 168: 18-24 (2017).
[14] Samanta P.N., Das K.K, 5-Aminolevulinic Acid Functionalized Boron-Nitride and Carbon Nanotubes as Drug Delivery Vehicles for Skin Anticancer Drugs: A Theoretical Study, RSC Adv, 6: 92547–92559 (2016).
[15] Soltani A., Sousaraei A., Javan M.B., Eskandari M., Balakheylid H., Electronic and Optical Properties of 5-AVA Functionalized BN Nanoclusters: A DFT Study, New J. Chem, 40: 7018-7026 (2016).
[16] Shayan K., Nowroozi A., Boron Nitride Nanotubes for Delivery of 5-Fluorouracil as Anticancer Drug: A Theoretical Study, Applied Surface Science, 428: 500-513 (2018).
[17] Materials Studio References. DS BIOVIA. Dassault Systèmes BIOVIA. Retrieved 24 January (2017).
[18] Frisch M.J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G.E., Robb M.A., Cheeseman J.R., Zakrzewski V.G., Montgomery J.A., Stratmann R.E., Burant J.C., Dapprich S., Millam J.M., Daniels A.D., Kudin K.N., Strain M.C., Farkas O., Tomasi J., Barone V., Cossi M., Cammi R., Mennucci B., Pomelli C., Adamo C., Clifford S., Ochterski J., Peterson G.A., Ayala P.Y., Cui Q., Morokama K., Malick D.K., Rabuck A.D., Raghavachari K., Foresman J.B., Cioslowski J., Ortiz J.V., Baboul A. G., Stefanove B. B., Liu G., Liashenko A., Piskorz P., Komaromi I., Gomperts R., Martin R.L., Fox D .J., Keith T., Al-Laham M.A., Peng C.Y., Nanayakkara A., Gonzalez C., Challacombe M., P.M. Gill W., Johnson B., Chen W., Wong M.W., Andres J.L., Head-Gordon M., Replogle E.S., Pople J.A., C 02 (or D 01), Gaussian Inc, Pittsburgh. 2003.
[19] Biegler-Konig F., Schonbohm J., Bayles D., AIM2000-A Program to Analyze and Visualize Atoms in Molecules, J. Comp. Chem, 22: 545-559 (2001).
[20] Glendening E.D., Reed A.E., Carpenter J.E., Weinhold F., NBO, Version 3.1 University of Wisconsin, Madison, (1992).
[21] Pearson R.G., Hard and Soft Acids and Bases, Dowden (Hutchison & Ross), Stroudsburg, (2001).
[22] Bader, R.F.W., A Bond Path: A Universal Indicator of Bonded Interactions, J. Phys. Chem. A, 102: 7314-7323 (1998).
[23] Rozas I., Alkorta I., Elguero J., Behavior of Ylides Containing N, O, and C Atoms as Hydrogen Bond Acceptors, J. Am. Chem. Soc, 122: 11154-11161 (2000).
[24] Ciofani G., Raffa V., Menciassi A., Cuschieri A., Folate Functionalized Boron Nitride Nanotubes and their Selective Uptake by Glioblastoma Multiforme Cells: Implications for Their Use as Boron Carriers in Clinical Boron Neutron Capture Therapy, Nanoscale Res. Lett. 4: 113-121 (2009).
[25] Durig J.R., Little T.S., Gounev T.K., Gardner Jr  J.K., Sullivan J.F., Infrared and Raman Spectra, Conformational Stability, Vibrational Assignment, and Ab Initio Calculations of Chloromethyl Isocyanate, J. Mol. Struct, 375: 83-94 (1996).
[26] Ibrahim M., Mahmoud A.A., Computational Notes on the Reactivity of Some Functional Groups, J. Comput. Theor. Nanosci, 6: 1523-1526 (2009).
[27] Saikia N., Deka R.C., Theoretical Study on Pyrazinamide Adsorption onto Covalently Functionalized (5, 5) Metallic Single-Walled Carbon Nanotube, Chem. Phys. Lett, 500: 65-70 (2010).
[28] Parr R.G., Donnelly R.A., Levy M., Palke W.E., Theoretical Study by Density Functional Theory Method (DFT) of Stability, Tautomerism, Reactivity and Prediction of Acidity of Quinolein-4-One Derivatives, J. Chem. Phys, 68: 3801-3807 (1978).
[29] Parr R.G., Pearson R.G., Absolute Hardness: Companion Parameter to Absolute Electronegativity, J. Am. Chem. Soc, 105: 7512-7516 (1983).
[30] Niazi A., Jameh-Bozorghi S., Nori-Shargh D., Prediction of Toxicity of Nitrobenzenes Using Ab Initio and Least Squares Support Vector Machines, Mater, 151: 603-609 (2008).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار