بررسی برهم کنش مولکول بنزن و یون‌های سدیم با نانولوله‌های کربنی مدل‌سازی شده به عنوان حامل‌های دارو

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

پویا کریمی ¹ (استادیار شیمی فیزیک، گروه شیمی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه زابل، زابل، ایران)
علی ابراهیمی ² (استاد شیمی فیزیک، گروه شیمی، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران)

تاریخ دریافت : 1394/11/13 تاریخ پذیرش : 1394/12/13 تاریخ انتشار : 1395/03/01

کلید واژه: گرافن, نانو لوله‌ی کربنی, بنزن, برهم‌کنش‌هایπ-π, برهم‌کنش‌های کاتیون-π,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، یک صفحه گرافنی (C102H30) به منظور مدل‌سازی بخشی از نانولوله‌های کربنی دسته صندلی با استفاده از روش‌های شیمی کوانتومی محاسبه شده است. برهمکنش‌های مولکول آروماتیک بنزن و یون‌های سدیم با نانولوله‌های کربنی مدل‌سازی شده بررسی شده تا اثرات قطر نانولوله و نوع برهم کنش بر قدرت پیوند دارو و یون‌ها با نانولوله‌ها درک شود. بررسی انرژی‌های بستگی برهم‌کنش‌های π-π و کاتیون-π با تغییر قطر خارجی نانولوله‌ها نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی مدل‌سازی شده به سه شیوه در برابر مولکول بنزن و یون‌های سدیم رفتار می‌کنند که نشان دهنده‌ی ماهیّت مشابه این دو نوع برهم کنش است. نتیجه‌ها نشان می‌دهد که نانولوله‌های عامل دار شده با مولکول‌های آروماتیک و یون‌ها می‌توانند در رساندن دارو به مولکول‌های هدف به شیوه‌ی خوب و مشابهی عمل کنند و بنابراین، حامل‌های داروی مفیدی محسوب می‌شوند. هم چنین، این نانو لوله‌های کربنی عامل‌دار شده می‌توانند بدون تغییر دادن ساختار و ماهیّت داروهای متنوّع، آن‌ها را تا مولکول‌های هدف مربوط در بافت‌های آسیب دیده‌ی بدن حمل کنند.

منابع و مأخذ:

[1] Geim, A.K.; Novoselov, K. S., Nature Materials, 6, 183–191, 2007.
[2] Liu, Z.; Robinson, J.T.; Sun, X.M.; et al. J. Am. Chem. Soc. 130, 10876-10877, 2008.
[3] Wang, X.; Li, Q.; Xie, J.; Jin, Z.; Wang, J.; Li, Y.; Jiang, K.; Fan, Sh.; Nano Letters, 9, No. 9, 3137–3141, 2009.
[4] Saito, Y.; Hamaguchi, K.; Hata, K.; Uchida, K.; Tasaka, Y.; Ikazaki, F.; Yumura, M.; Kasuya, A.; Nishina, Y.; Nature, 389, 554–555, 1997.
[5] Martin, C.R.; Kohli, P.; Nature Rev. Drug Discovery, 2, 29–37, 2003.
[6] Pantarotto, D.; Briand, J.P.; Prato, M.; Bianco, A.; Chem. Commun., 1, 16–17, 2004.
[7] Porter, A.E.; Gass, M.; Bendall, J.S.; et al., ACS Nano, 3, 1485–1492, 2009.
[8] Jain, S.; Thakare, V.S.; Das, M.; et al. Chem Res Toxicol, 24, 2028–2039, 2011.
[9] Crinelli, R.; Carloni, E.; Menotta, M.; et al., ACS Nano, 4, 2791–2803, 2010.
[10] Warheit, D.B.; Laurence, B.R.; Reed, K.L.; et al. Toxicol Sci, 77, 117–125, 2004.
[11] Yan, L.; Zhao, F.; Li, S.; Hu, Z.; Zhao, Y.; Nanoscale, 3, 362–382, 2011.
[12] Lundqvist, M.; Stigler, J.; Elia, G.; et al.Proc Natl Acad Sci USA, 105, 14265–14270, 2008.
[13] Ge, C.; Du, J.; Zhao, L.; et al.Proc Natl Acad Sci USA, 108, 16968–16973, 2011.
[14] Nel, A.E.; Madler, L.; Velegol, D.; et al.Nat Mater, 8, 543–557, 2008.
[15] Feazell, R.P.; Nakayama-Ratchford, N.; Dai, H.;J.Am.Chem.Soc, 129, 8438–8439, 2007.
[16] Liu, Z.; Fan, A.C.; Rakhra, K.; et al.Angew Chem Int Ed Engl. 48, 27668–7672, 2009.
[17] Balavoine, F.; Schultz, P.; Richard, C.; et al.Angew Chem Int Ed Engl. 38, 1912–1915, 1999.
[18] Zangmeister, R.A.; Maslar, J.E.; Opdahl, A.; Tarlov, M.J.;Langmuir, 23, 6252–6256, 2007.
[19] Tasis, D.; Tagmatarchis, N.; Bianco, A.; Prato, M.;Chem Rev, 106, 1105–1136, 2006.
[20] Sánchez-Pomales, G.; Santiago-Rodríguez, L.; Cabrera, C.; J.Nanosci.Nanotechnol, 9, 2175–2188, 2009.
[21] Prencipe, G.; Tabakman, S.M.; Welsher, K.; et al.J. Am. Chem. Soc, 131, 4783–4787, 2009.
[22] Nakayama-Ratchford, N.; Bangsaruntip, S.; Sun, X.; Welsher, K.; Dai, H.; J.Am. Chem. Soc, 129, 2448–2449, 2007.
[23] Liu, Z.; Tabakman, S.M.; Chen, Z.; Dai, H.; Nat. Protoc, 4, 1372–1381, 2009.
[24] Zhang, Y.; Xu, Y.; Li, Z.; et al.ACS Nano, 5, 7020–7033, 2011.
[25] Liao, X.X.; Zhang, B.C.; Wang, X.Q.; Yan, H.D.; Zhang, X.W.;Chromatographia, 73, 291–296, 2011.
[26] Kim, D.G.; Jang, M.J.; Choi, C.Y.; Kim, T.H.; Jang, M.K.; Nah, J.W.;Key Eng Mater, 469, 342–343, 2007.
[27] Frisch, M.J.; et al. Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009.
[28] Bachorz, R.A.; Bischoff, F.A.; Höfener, S.; Klopper, W.; Ottiger, P.; Leist, R.; Frey, J.A.; Leutwyler, S.; Phys Chem. Chem. Phys, 10, 2758–66, 2008.
[29] Roy, D.; Marianski, M.; Maitra, N.T.; Dannenberg, J.J.; J. Chem. Phys. 137, 134109–134121, 2012.
[30] Zhao, Y.; Truhlar, D. G.; Phys. Chem. Chem. Phys, 7, 2701-2705, 2005.
[31] Zhao, Y.; Truhlar, D.G.; J. Phys. Chem.A, 109, 5656-5667, 2005.
[32] Wheeler, S.E.; Houk, K.N.; J.Am.Chem.Soc, 131, 3126–3127, 2009.
[33] Bader, R.F.W.; Atoms in molecules: A Quantum Theory, Oxford University Press, Oxford, 1990.
[34] Biegler KÖnig, F.; SchÖnbohm, J.; J.Comput.Chem, 23, 1489-1494, 2002.
[35] Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F.; J. Chem. Rev. 88, 899–926, 1998.
[36] Glendening, E. D.; Reed, A. E.; Carpenter, J. E; Weinhold, F.; NBO Version 3.1.