بررسي برهمكنش داروي 5- فلوريوراسيل با نانوخوشه آلومينيم نيتريد خالص و جايگزين‌شده با بور و فسفر به روش DFT

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

دراين پروژه، با استفاده از نظريه تابع چگالي جذب داروي 5-فلوريوراسيل بر روي نانوخوشه آلومينيوم نيتريد خالص ((Al12N12 و جايگزين شده با اتم هاي بور و فسفر ((BAl11N11P در حالتهاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. بر اساس ساختارهاي بهينه شده ، پارامترهاي كوانتومي ، ترموديناميكي وپتانسيل الكترواستاتيكي مولكولي (MEP)، اربيتال هاي پيوندي طبيعي (NBO)، و نظريه كوانتومي اتم در مولكول (AIM) براي تمام مدل هاي جذبي محاسبه شده است. نتايج پارامترهاي كوانتومي نشان مي دهد كه گاف انرژي كمپلكس 5-فلوريوراسيل با نانوخوشه آلومينيوم نيتريد نسبت به حالت اوليه كاهش قابل توجهي داشته و بنابراين هدايت، واكنش پذيري و خواص نوري سيستم نسبت به حالت اوليه افزايش مي يابد. اين ويژگي نشان مي دهد كه نانوخوشه آلومينيوم نيتريد كه با اتم هاي بور و فسفر جايگزين شده است انتخاب مناسبي براي ساخت حسگر 5-فلوريوراسيل است. مقايسه نتايج حاصل از انرژي جذب و پارامترهاي ترموديناميكي نشان مي دهند كه انرژي جذب 5-فلوريوراسيل در تمام مدل هاي مورد مطالعه منفي بوده و فرايند جذب گرماده بوده و مساعد است. نتايج حاصل AIM وNBO نشان مي دهد كه جذب 5-فلوريوراسيل بر روي سطح نانوخوشه آلومينيوم نيتريد از نوع الكترواستاتيك است كه اين خاصيت مي تواند در تهيه انتقال دهنده دارو در سيستم هاي بيولوژيكي مطلوب باشد. از طرف ديگر نتايج محاسبات نشان داد كه نانو خوشه آلومينيوم نيتريد جايگزين شده با بور و فسفر مي تواند انتخاب مناسبي براي ساخت انتقال دهنده و آشكارساز 5-فلوريوراسيل در سيستم بيولوژيكي باشد.

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.