مقایسه تئوری اثرات کپسوله کردن داروی ضد سرطان فلوکسوریدین توسط نانولوله نیترید بور و نانولوله کربن با مطالعات nbo و qtaim

سابقه و هدف: هدف از کاربرد نانو حامل های دارو از جمله نانولوله ها آهسته رهش کردن دارو و کم کردن عوارض جانبی دارو است. داروها به دلیل داشتن گروه های عاملی زیاد بسیار فعالند؛ لذا واکنش پذیری دارو در میدان نانو لوله به علت رزونانس الکترونی دارو با نانولوله کاهش و ماندگاری آن در بدن افزایش می یابد؛ در نتیجه می توان دوز کمتری از دارو را مصرف و عوارض جانبی آن کمتر می شود. روش بررسی: در پژوهش حاضر از نانو لوله نیترید بور (n=9,m=9) با طول 7 آنگستروم و نانو لوله کربن (n=9,m=9) با طول 7 آنگستروم برای مقایسه اثرات کپسوله کردن داروی ضد سرطان فلوکسوریدین استفاده شد. با استفاده از تئوری تابعی چگالی (dft) در سطح نظری b3lyp/631g* ساختار دارو، ساختار هر یک از نانو لوله ها و هر یک از مخلوط های نانودارو بهینه سازی شد. یافته ها: ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﺳﺎﺧﺘﺎرﻫﺎی ﺑﻬﯿﻨﻪ ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی ﻓﻀﺎیﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻃﻮل ﭘﯿﻮﻧﺪ و زاویﮥ ﭘﯿﻮﻧﺪ، اورﺑﯿﺘﺎلﻫﺎی homo وlumo، ﻧﻤﻮدارﻫﺎی ﭼﮕﺎﻟﯽ ﺣﺎﻟﺖﻫﺎ (dos)، اورﺑﯿﺘﺎل ﻫﺎی ﭘﯿﻮﻧﺪی ﻃﺒﯿﻌﯽnbo))، اندیس های واکنش پذیری، ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎی اﺗﻢ در ﻣﻮﻟﮑﻮل(aim) و ﻧﻤﻮدارﻫﺎی ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ اﻟﮑﺘﺮواستاتیکی ﻣﻮﻟﮑﻮل mep)) ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ و ﻧﺘﺎیﺞ ﻣﻮرد ﺑﺤﺚ و ﺑﺮرﺳﯽ ﻗﺮار ﮔﺮﻓت.نتیجه گیری: تجزیه و تحلیل انرژی جذب و توابع ترمودینامیکی نشان می دهد فرایند کپسوله کردن دارو توسط هر دو نانو لوله مطلوب است و براساس نتایج حاصل از nbo و aim ، نانو لوله bnnt برای کپسوله کردن داروی فلوکسوریدین مناسب تر است.

Comparison of theoretical effects of encapsulation floxuridine anticancer drug with boron nitride nanotube and carbon nanotube with NBO and QTAIM studies

Background: The purpose of using nanocarriers for drugs delivery, such as nanotubes, is slow release of drug and reducing side effects of drugs. Drugs are very active due to their many functional groups. Therefore, reactivity of drug is reduced by being in nanotube field due to electronic resonance of drug with nanotube and it stays longer in body. As a result, less amount of drug is used and fewer side effects occur.Materials and methods: In present study, boron nitride nanotubes (n = 9, m = 9) with 7 angstroms length and carbon nanotubes (n=9, m=9) with 7 angstroms were used to compare effects of encapsulating anticancer drug Floxuridine with this nanotube. Using density functional theory (DFT) at theoretical level of B3LYP / 631G *, structure of drug and BNNT (9, 97), CNT (9, 97) and nano drug systems were optimized.Results: Using optimized structures, spatial parameters such as bond length and bond angels, HOMOLUMO orbitals, graphs of density of states (DOS), natural bond orbital (NBO), electronic properties, parameters of atoms in molecules (AIM) and molecular electrostatic potential (MEP) were discussed.Conclusion: Analysis of adsorption energy and thermodynamic functions shows that the process of encapsulation of the drug by both nanotubes is favorable and based on the results of NBO and AIM, BNNT nanotubes are more suitable for encapsulation of fluoxoridine.