بخشی از مقاله
چکیده
در سالهای اخیر، نانوذرات به عنوان حاملهایی برای دارورسانی شناخته شدهاند. در این مطالعه، برهمکنش بین داروی آسپیرین با نانولولههای بورنیترید 3 - و - 3 و 4 - و - 4 مورد بررسی قرار گرفتهاست. همهی محاسبات با کد DMoL3 که بر پایهی نظریه تابعی چگالی - DFT - است انجام شده است. در این کد از مجموعههای پایه دوگانهی عددی با توابع قطبشپذیر - DNP - استفاده شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که داروی آسپیرین با نانولولهی بورنیترید 3 - و - 3 نسبت به نانولولهی 4 - و - 4 واکنشپذیرتر است. همچنین تغییراتی در چگالی حالتهای نوار ظرفیت و رسانش رخ میدهد. میتوان نتیجه گرفت که این نانولولهها ممکن است برای شناسایی داروی آسپیرین مناسب باشند.
مقدمه
نانولولههای بورنیترید از نظر ساختاری مشابه نانولولههای کربنی هستند، که در آنها اتمهای بور و نیتروژن جایگزین اتمهای کربن شده اند. از زمان کشف آنها در سال 1994 تحقیقات زیادی روی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی منحصربهفرد این ساختار صورت گرفته است. اما، به تازگی بررسی کاربردهای آنها در پزشکی و داروسازی آغاز شده و نتایج حاصل شده، آنها را به یکی از
شگفتانگیز ترین نوع نانولولههای غیرکربنی تبدیل کرده است.
علاوه بر این مشخص شده که نانولولههای بورنیترید برای سلول سمی نبوده و آسیبی به DNA وارد نمیکنند.[1] این ویژگی آنها را به نانوحاملهایی مناسب برای کاربردهای پزشکی و جایگزینی مناسب برای نانولولههای کربنی تبدیل کرده است .[2] مطالعات زیادی روی شبیهسازی نانولولهها با داروها و مولکولهای مختلف از دیدگاه نظری انجام شده است4]و.[3 در این سری کارهای نظری، برهمکنشهای بین مولکولهای مختلف با انواع نانولولهها بررسی میشوند.
مواد و روشها
در این پروژه، یک سیستم دارورسانی جدید برای رسانش داروی آسپیرین - Aspirin=As - به کمک نانولولههای تکجداره بورنیترید 3 - و - 3 با 48 اتم 18 - اتم بور، 18 اتم نیتروژن و 12 اتم هیدروژن در دو انتها - و 4 - و - 4 با 64 اتم 24 - اتم بور، 24 اتم نیتروژن و 16 اتم هیدروژن در دو انتها - در فاز گاز طراحی شدهاست. در ابتدا هر کدام از ساختارها به طور جداگانه طراحی و بهینهسازی شدند. در مرحلهی بعد آسپیرین پس از اتصال از ناحیهی بیرون به هر کدام از نانولولهها به صورت یک ساختار مجزا بهینهسازی شدند.
در نهایت با بررسی و مقایسهی انرژی برهمکنش و گاف انرژی آنها سعی شدهاست که مناسبترین نانولوله به عنوان حامل داروی آسپیرین معرفی شود. این تحقیق با بررسی برهمکنش داروی آسپیرین با نانولولههای بور- نیترید کمک خواهدکرد که در زمینهی تئوری اطلاعات بیشتری بدست آورده تا در روشهای تجربی بتوان از آنها استفاده کرد. ساختارهای بهینهشده آسپیرین، نانولولههای 3 - و - 3 و 4 - و - 4 به همراه آسپیرین در شکلهای 1،2 و 3 نمایش دادهشدهاست.
روش محاسبات
در این تحقیق از نرمافزار Material Studio استفاده شده است که نرمافزار گرافیکی قدرتمندی است و بهوسیلهی آن میتوان انواع شبیهسازیها را روی مدلهای مولکولی مختلف برای ارزیابی خواص ساختار الکترونی، مولکولی، استاتیکی و دینامیکی مواد انجام داد. تمام محاسبات با استفاده از کد DMol3 و براساس نظریه تابعی چگالی - DFT - انجام شدهاند. در این کد از مجموعه پایه عددی دوگانه GGA-PW91 با توابع قطبی DNP استفاده شده-است.
بر حسب هارتری
با توجه به نمودار شکل 4 کمترین مقدار انرژی برهمکنش مربوط به نانولولهی 3 - و - 3 با آسپیرین میباشد و بنابراین ثبات و پایداری آن کمتر است پس میتوان گفت این نانولوله حامل مناسبتری برای داروی آسپیرین میباشد. علامت منفی انرژی در نمودارها نشان میدهد از نظر ترمودینامیکی فرایند جذب آسپیرین توسط نانولولهها فرایندی گرمازا است.
گاف انرژی
به منظور بررسی ثبات ساختارها، سطوح انرژی HOMO و LUMO آنها مورد بررسی قرارگرفتهاست. در شیمی برحسب با توجه به جدول 2 مشاهده میشود که مقدار گاف انرژی در هر دو نانولوله بعد از جذب آسپیرین کاهش یافتهاست. بنابراین میتوان گفت واکنشپذیری نانولولههای بورنیترید بعد از جذب، داروی آسپیرین افزایش مییابد. مقدار گاف انرژی برای نانولولهی 3 - و - 3 در حضور آسپیرین نسبت به نانولولهی 4 - و - 4 در حضور آسپیرین کمتر است و درنتیجه واکنشپذیری آن بیشتر میباشد. از لحاظ رسانایی، میتوان گفت رسانایی نانولولهها بعد از جذب افزایش یافته است. علاوه براین رسانایی نانولولهی 4 - و - 4 بعد از جذب آسپیرین نسبت به نانولولهی 3 - و - 3 بیشتر میباشد.
