بررسی و مقایسه عملکرد نانولوله های کربنی آلاییده شده در جذب و انتقال داروی ضد سرطان لوموستین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سیرجان، سیرجان، ایران

3 دانشیارگروه شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران

4 دانشیار گروه شیمی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 3697-19395 تهران، ایران

10.22036/cr.2021.304856.1158

چکیده

با پیدایش و گسترش فناوری نانو، نانو حامل هایی از قبیل نانو لوله-های کربنی (CNT) می توانند به عنوان ابزاری مناسب برای دارورسانی هدفمند به کار گرفته شوند. در این پژوهش ویژگی های شیمی- فیزیکی برهمکنش داروی ضد سرطان لوموستین (Lomustine) با نانو لوله ی کربنی (5،0) زیگزاگ آلاییده با اتم های آهن و کروم، مورد بررسی قرار گرفته است. در گام نخست ویژگیهای جذب که عامل اساسی در سیستم دارورسانی است برای اندازه گیری کارایی نانو لوله ی کربنی (5،0) مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا روش محاسبه ای نظریه ی تابعی چگالی (DFT) به کار گرفته شد و محاسبات در سطح نظری B3LYP/6-311G(d,p) انجام شد. برای دستیابی به هدف مورد نظر در این پژوهش، پارامترهای ساختاری، انرژی های برهمکنش، گشتاورهای دو قطبی، نمودارهای چگالی حالت، شکاف انرژی و انرژی اوربیتال های مولکولی محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که با جذب دارو روی نانولوله های آلاییده با آهن و کروم، سطح انرژی اوربیتالی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین دیگر ویژگیهای این برهمکنش مانند پتانسیل شیمیایی، سختی و نرمی شیمیایی، الکتروفیلیسیتی، به میزان قابل توجهی تغییر می کنند.

چکیده تصویری

بررسی و مقایسه عملکرد نانولوله های کربنی آلاییده شده در جذب و انتقال داروی ضد سرطان لوموستین

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation and comparison of the performance of doped carbon nanotubes in adsorption and delivery of the anticancer drug Lomustine

نویسندگان [English]

  • Ashraf-Sadadt Ghasemi 1
  • Batoul Makiabadi 2
  • Mohammad Zakarianezhad 3
  • fereydoon Ashrafi 4
1 Assistant Professor of Physical Chemistry, Department of Chemistry, Payame Noor University
2 Associate Professor-Physical Chemistry Department of Chemical Engineering, Sirjan University of Technology
3 هیئت علمی
4 Department of Chemistry, Payame Noo
چکیده [English]

By developing nanotechnology, nanocarriers, for example, carbon nanotubes (SWCNTs), can be used as a suitable tool for targeted drug delivery. In this study, the physical chemistry properties of the interaction of the anti-cancer drug Lomustine with carbon nanotube (5,0) zigzag doped with iron or chromium atoms have been investigated. In the first step, the adsorption features, which is a key factor in the drug delivery system, has investigated to measure the efficiency of carbon nanotubes (5,0). In this regard, the density functional theory (DFT) method has used and the calculations have performed at the B3LYP/6-311G (d, p) theoretical level. To achieve the desired aim in this study, structural parameters such as adsorption energy, dipole moment, density of state plots, energy gap and the energies of molecular orbitals have calculated and studied. The results have shown that the orbital energy level was significantly decreased by adsorption of the drug on nanotubes doped with iron or chromium atoms. Other properties of this interaction such as chemical potential, chemical hardness and softness, and electrophilicity, also change significantly.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lomustine
  • carbon nanotube
  • targeted drug delivery
  • doped nanotube
  • DFT method

مراجع

  1. J. H Braybrook, Biocompatibility Assessment of Medical Devices and Materials. JohnWiley &sons. USA. 1997.
  2. H. Xu, L. Li, G. Fan, X. Chu, Computational and Theoretical Chemistry. 1131, 57 (2018).
  3. R. Chadar, O. Afzal, S. M. Alqahtani, P. Kesharwani, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 208, 112044 (2021).
  4. H. Mehralitabar, A. S Ghasemi, J. Gholizadeh, Steroids. 167, 108799 (2021).
  5. S. S. Begum, D. Das, N. K. Gour, R. C. Deka, Scientific Reports. 11, 4950 (2021).
  6. M. Deilam, A. S. Ghasemi, F. Ashrafi, Iranian Chemical Communication. 7, 628 (2019).
  7. A. Mortazavifar, H. Raissi, M. Shahabi, Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. 37,4852 (2019).
  8. A. S. Ghasemi, Z. Babai Afrapol, Afrapol Exp. Animal Bio. 9, 113 (2020).
  9. S. Daneshmehr, Procedia Materials Sci. 11, 131 (2015).
  10. G. N. Yushin, K. L. Evanoff, U.S. Patent. 9,165 (2016).
  11. H. Tahermansouri, A. Mirosanloo, S. H. Keshel, M. Gardaneh, Carbon let.17, 45 (2016).
  12. N. Saikia, R. C. Deka, Comp. and Theore. Chem. 964, 257 (2011).
  13. D. Balram, K. Y. Lian, N. Sebastian, N. Rasana, Applied Surface Science. 559, 149981 (2021).
  14. W. Li, N. Chi, E. D. Clutter, B. Zhu, R. R. Wang, Journal of Composites Science, 5, 148 (2021).
  15. J. Yin, AIChE J. 53, 2202 (2007).
  16. F. Balavoine, P. Schultz, G. Richard, V. Mallouh, T. W. Ebbesen, C. Mioskowski, Chemie. Intl. Edn. 38, 1912 (1999).
  17. M.Heidarian, A. Khazaei, J. Saien, Physical Chemistry Research. 9, 57 (2021).
  18. N. M. Mahani, Physical Chemistry Research. 9, 99 (2021).
  19. Y. Temerk, M. Ibrahim, H.Ibrahim, M. Kotb, Elec. Chem. 769, 62 (2016).
  20. B. Makiabadi, M. Zakarianezhad, M. S. Ekrami-Kakhki, Sh. Zareye, Phosphorus, Sulfur, and Silicon and the Related Elements. 194, 57 (2019).
  21. B. Makiabadi, M. Zakarianezhad, Chemical Methodologies 4, 191 (2020).
  22. N. Saikia, S. Rajkhowa, R. C. Deka, compu. Aid. mol. des. 27, 257 (2013).
  23. N. Saikia, R. C Deka, Chem. Phys. Let. 500, 65 (2010).
  24. B. Makiabadi, M. Zakarianezhad, S. S. Hosseini, Structural Chemistry, 32, 1019 (2021).
  25. S. Agarwal, D. K. Jangir, P. Singh, R. Mehrotra, J Photochem Photobiol B. 130, 281 (2014)
  26. H. Fisli, N. Bensouilah, N. Dhaoui, M. Abdaoui, J Incl Phenom Macrocycl Chem. 73, 369 (2012).
  27. A. Anand, B. R. Iyer, C. Ponnusamy, R. Pandiyan, A. Sugumaran, Cardiovasc Hematol Agents Med Chem. 18, 45 (2020).
  28. M. Cao, D. Wu, M. Yoosefian, S. Sabaei, M. Jahani, J. Mol. Liq. 320, 114285 (2020)
  29. E. Golipour‑Chobar, F. Salimi, Gh. Ebrahimzadeh Rajaei, Monatsh. Chem. 151, 309 (2020)
  30. M. Frisch, G. Trucks, H. B.Schlegel, G. Scuseria, M. Robb, J. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. Petersson, Gaussian 09, Revision A. 02. Gaussian. Inc, Wallingford, (2009)
  31. D. Peer, S.Hong, O. C. Farokhzad, R. Margalit, R. Langer, Nanotech. 2, 751 (2007).
  32. M. K. Hazrati, N. L. Hadipour, Phys. Lett. A. 380, 937 (2016).
  33. A. S. Ghasemi, A. Soltani, M. Karimnia, F. Ashrafi, F. Heidari, M. Majidian, Mol. Liq. 277, 115 (2019).
  34. R. G. Pearson, J. Am. Chem. Soc. 107, 6801 (1985).
  35. A. E. Reed, L. A. Curtiss, F. Weinhold. Chem Rev. 88, 899 (1988).
  36. I. Fleming, Frontier Orbitals, Organic Chemical Reactions. John. Wiley and Sons. New York. 1976.
  37. A. D. Back, K. E. Adgecombe, Chem. Phys. 92, 5397 (1990).
  38. A. Soltani, M. Bezi Javan, M. S. Hoseininezhad-Namin, N. Tajabor, E. Tazikeh Lemeski, F. Pourarian, Synth. Met. 234, 8 (2017).
  39. A. Soltani, M. Bezi Javan, M. T Baei, Z. Azmoodeh, Alloys Compd. 735, 2148 (2018).
  40. A. Soltani, M. Ramezani Taghartapeh, M. Bezi Javan, P. J Mahon, Z. Azmoodeh, E. Tazikeh Lemeski, I. V. Kityk, Phys. E. 97, 239 (2018).
  41. E. Duverger, T. Gharbi, E. Delabrousseb, F. Picaud, Phys. Chem. 16, 18425 (2014).
  42. A. S. Ghasemi, M. Ramezani Taghartapeh, A. Soltani, P. J. Mahon, J. Mol. Liquids. 272, 955 (2019).
  43. A. Soltani, A. S. Ghasemi, M. Bezi Javan, F. Ashrafi, Adsorp. 25, 235 (2019).

 

 

 

 

 

 

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 24 شهریور 1400
  • تاریخ بازنگری: 08 آبان 1400
  • تاریخ پذیرش: 10 دی 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار