مطالعه نظری برهمکنش بین داروی آسپیرین و نانوساختار گرافنی آلائیده با آلومینیم برای طراحی نانوحامل مناسب برای رسانش دارو

سابقه و هدف: خواص منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی نانوساختارهای کربنی در سال های اخیر باعث پیشرفت های زیادی در زمینه های گوناگون از جمله شیمی و داروسازی شده است. گرافن یکی از نانوساختارهای کربنی است که در جذب و رهایش موثر داروهای گوناگون مورد توجه محققان قرار گرفته است. با توجه به سطح مقطع بالای گرافن می توان از آن به عنوان حامل زیستی در رسانش دارویی استفاده کرد. در این پژوهش، با استفاده از مطالعه نظری، برهمکنش داروی آسپیرین با صفحه گرافنی آلائیده با آلومینیوم (گرافنآلومینیوم) و امکان تشکیل کمپلکس پایدار بین آنها بررسی شد. روش بررسی: عملکرد نانوساختارهای کربنی برای جذب آسپرین روی گرافنآلومینیوم با استفاده از محاسبات کوانتومی مورد ارزیابی قرار گرفت. محاسبات با روش نظریه تابعی چگالی اصلاح شده با نیروهای پراکندگی (dftd) و توابع پایه tzvp و با استفاده از نرم افزار ارکا انجام شد. یافته ها: انرژی جذب و ساختار الکترونیکی سیستم آسپیرین/ گرافنآلومینیوم محاسبه شد. انرژی جذب برابر با 53.08 -(کیلوکالری بر مول)، و فاصله پیوندی 1.888 آنگستروم اندازه گیری شد. توزیع بار الکترونی نیز نشان دهنده پیوستگی ابرهای الکترونی بین دارو و نانوساختار بود.نتیجه گیری: نتایج به دست آمده نشان داد پیوند محکمی بین آسپیرین و گرافنآلومینیوم برقرار شده و کمپلکس تشکیل شده در محیط آبی از نظر ترمودینامیکی پایدار است. با توجه به امکان تشکیل کمپلکس پایدار پیش بینی می شود گرافنآلومینیم نانوحامل مناسبی برای رسانش آسپیرین به سلول های هدف باشد.

Theoretical study of interaction between aspirine drug and Alsoped graphene nanostructure toward designing of suitable nanocarrier for drug delivery

Background: In recent years, the unique physical and chemical properties of carbon nanostructures has led to many advancements in various fields, including chemistry and pharmaceuticals. Graphene is one of the carbon nanostructures which have attracted significant attention from researchers in adsorption and release of various drugs. Due to the high surface area of graphene, it can be used as a biological carrier in drug delivery. In this study, the interaction of aspirin with a graphene sheet doped with aluminum (graphenealuminum) and possibility of stable complex formation between them were investigated using the theoretical study.Materials and methods: The performance of carbon nanostructures for adsorption of aspirin on graphenealuminum was evaluated using quantum computation. The calculations were performed using density functional theory modified with dispersion forces (DFTD) and basic functions by using of ORCA software.Results: Adsorption energy and electronic structure of aspirin /graphenealuminum system were calculated. The measured adsorption energy and bond distance were 󔼽.08 (kcal/mol) and 1.888 Å, respectively. The distribution of electron charge also indicated the continuity of electron clouds between drugs and nanostructure.Conclusion: The results showed that a strong bond formed between aspirin and graphenealuminum and the complex formed in the aqueous medium was thermodynamically stable. Regarding the possibility of stable complex formation, graphenealuminum was expected to be suitable nanocarier for delivery of aspirin to target cells.