بررسی برهمکنش داروی 5- فلوریوراسیل با نانوخوشه آلومینیم نیترید خالص و جایگزین‌شده با بور و فسفر به روش DFT

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ملایر، ملایر

10.22036/ijc.2019.170580.1058

چکیده

دراین پروژه، با استفاده از نظریه تابع چگالی جذب داروی 5-فلوریوراسیل بر روی نانوخوشه آلومینیوم نیترید خالص ((Al12N12 و جایگزین شده با اتم های بور و فسفر ((BAl11N11P در حالتهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس ساختارهای بهینه شده ، پارامترهای کوانتومی ، ترمودینامیکی وپتانسیل الکترواستاتیکی مولکولی (MEP)، اربیتال های پیوندی طبیعی (NBO)، و نظریه کوانتومی اتم در مولکول (AIM) برای تمام مدل های جذبی محاسبه شده است. نتایج پارامترهای کوانتومی نشان می دهد که گاف انرژی کمپلکس 5-فلوریوراسیل با نانوخوشه آلومینیوم نیترید نسبت به حالت اولیه کاهش قابل توجهی داشته و بنابراین هدایت، واکنش پذیری و خواص نوری سیستم نسبت به حالت اولیه افزایش می یابد. این ویژگی نشان می دهد که نانوخوشه آلومینیوم نیترید که با اتم های بور و فسفر جایگزین شده است انتخاب مناسبی برای ساخت حسگر 5-فلوریوراسیل است. مقایسه نتایج حاصل از انرژی جذب و پارامترهای ترمودینامیکی نشان می دهند که انرژی جذب 5-فلوریوراسیل در تمام مدل های مورد مطالعه منفی بوده و فرایند جذب گرماده بوده و مساعد است. نتایج حاصل AIM وNBO نشان می دهد که جذب 5-فلوریوراسیل بر روی سطح نانوخوشه آلومینیوم نیترید از نوع الکترواستاتیک است که این خاصیت می تواند در تهیه انتقال دهنده دارو در سیستم های بیولوژیکی مطلوب باشد. از طرف دیگر نتایج محاسبات نشان داد که نانو خوشه آلومینیوم نیترید جایگزین شده با بور و فسفر می تواند انتخاب مناسبی برای ساخت انتقال دهنده و آشکارساز 5-فلوریوراسیل در سیستم بیولوژیکی باشد.

چکیده تصویری

بررسی برهمکنش داروی 5- فلوریوراسیل با نانوخوشه آلومینیم نیترید خالص و جایگزین‌شده با بور و فسفر به روش DFT

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The investigation of interaction between 5- Fluorouracil drug and pristine, B&P doped Aluminum nitride nano cage (Al12N12): By DFT method

نویسندگان [English]

  • Hengameh Zangeneh
  • Mahdi Rezaei Sameti
Department of Applied Chemistry, Faculty of Science, Malayer University, Malayer, 65174, Iran
چکیده [English]

In this project, by using density functional theory the adsorption of 5- Fluorouracil drug on the surface of pristine and B and P doped of Aluminum nitride nano cage (Al12N12) is investigated at different states. According to optimized structures, the quantum and thermodynamic parameters, molecular electrostatic potential (MEP), natural bonding orbitals (NBO) and quantum theory of atom in molecule (QTAIM) for all considered models are calculated. The results of quantum parameter reveal that the gap energy of 5- Fluorouracil drug and aluminum nitride nano cage complex decrease significantly from original state and so the conductivity, reactivity, and optical properties of system increase. These properties confirm that the doped aluminum nitride nano cage is a good candidate to making sensor for 5- Fluorouracil drug. Comparison results of thermodynamic and adsorption energy show that the adsorption energy of 5- Fluorouracil on the surface nano cage is negative and the adsorption process is exothermic and favorable. The AIM and NBO results display that the adsorption of 5- Fluorouracil drug on the surface of nano cage is electrostatic and this property is favorable for using drug delivery in biological system. On the other, hand the calculated results indicate that the B&P doped aluminum nitride nano cage can be a good candidate to making a delivery and sensor for 5- Fluorouracil drug.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption
  • 5- Fluorouracil drug
  • Aluminum nitride nano cage
  • B and P doped
  • DFT
[1]  E. Shakerzadeh,  N.  Barazesh, S. Z.  Talebi, S. Z,  Superlat. Microstr. 76, 264 (2014).
[2]  A. S. Rad, K.  Ayub,  J. Alloys . Comp. 672, 161 (2016).
[3]  F. A.  Ponce, D. P.  Bour, Nature, 386, 351 (1997).
[4]  F. J. Moura, R. J. Munz, J. Am. Cer. Soc. 80(9), 2425(1997).
[5]  R. Siegel, J. Ma, Z.  Zou, A. Jemal, J. Clinicians, 64(1), 9 (2014).
[6]  E. Shakerzadeh, N. Barazesh, S. Zargar Talebi, Superlat Microstr 76, 264 (2014).
[7]  P. Fallahi, H. Jouypazadeh, H. Farrokhpour, J. Mol. Liq., 260, 138 (2018).
[8]  M. D.  Esrafili, R. Nurazar, Superlat. Microstr, 75, 17 (2014).
[9]  H. Jouypazadeh, H. Farrokhpour, J. Mol. Str., 1164, 227 (2018).
[10]   F. Azimi, E. Tazikeh-Lemeski, Physica E., 103, 35 (2018).
[11]  M. Solimannejad,S. Kamalinahad, E. Shakerzadeh, Phys.  Lett.  A, 380, 2854 (2016).
[12]  A. Shokuhi Rad, K. Ayub, Mater. Chem.  Phys., 194, 337 (2017).
[13]  M. Rezaei-Sameti, F. Saki, Phys.Chem. Res. 3,265 (2015).
[14]  M. Rezaei‒Sameti, N.  Javadi Jukar, J. Nanostruct. Chem. 7, 293(2017).
[15]  M. Rezaei‑Sameti, F.  Moradi,  J. Inc. Phenom. Macrocyc. Chem. 88, 209 (2017).
[16]  M. Rezaei−Sameti, M. Bagheri,  J. Phys. Theo. Chem. 14, 63 (2017).
[17]  M. Rezaei‒Sameti, H. Behbahani, Phys. Chem. Res. 6, 31 (2018).
[18]  G. Job, F. Herrmann, European  J. phys. 27(2), 353 (2006).
[19]  K. L. Carder, R.G. Steward, G. R.  Harvey, P. B. Ortner, Limnol. Oceanogra. 34(1), 68 (1989).
[20]  R. G. Parr, R. G. Pearson, J. Am. Chem. Soc. 105(26), 7512(1983).
[21]  A. A. Peyghan, S. Yourdkhani, Struct. Chem. 25(2), 419 (2014).
[22]  N. Ahmadaghaei, M.  Noei, M. J. Iranian Chem. Soc. 11(3), 725 (2014).
[23]  A. Soltani, A. A.  Peyghan, Z.  Bagheri, Physica E.  48, 176(2013).
[24]  M. T. Baei, A. A.  Peyghan, M.  Moghimi, Monats. Chem. Month. 143(11), 1463 (2012).
[25]  P. G. Parr, L. V. Szentpaly, S.  Liu,  J. Am. Chem. Soc. 121(9), 1922 (1999).
[26]   J. S. Murray, K. Sen, Molecular electrostatic potentials: concepts and applications, Elsevier Science, Netherlands,(1996).
[27]   R. F. W. Bader, Atoms in Molecules: A Quantum Theory, Oxford University Press, Oxford, U. K., (1990).