محاسبه پارامترهای epr رادیکال‌های حاصل از تابش و تنش مکانیکی آلفا کراتین بر پایه نظریه تابعی چگالی

در پژوهش حاضر با استفاده از نظریه تابعی چگالی، پارامترهای هندسی، چگالی اسپین اتم‌ها و پارامترهای طیف epr حاصل از رادیکال‌های ایجاد شده در اثر تابش و تنش مکانیکی آلفا کراتین مورد بررسی قرار گرفته است. عموماً فاکتورهای مختلفی از جمله پیوندهای هیدروژنی و دما، پارامترهای epr را تحت تاثیر قرار می‌دهند. ابتدا از محاسبات خوشه جهت مطالعه تاثیر پیوندهای هیدروژنی استفاده شد و سپس محاسبات دینامیک مولکولی ابتدا به ساکن جهت بررسی تاثیر همزمانی پیوندهای هیدروژنی و دما بکار گرفته شد. تغییر مولفه‌های تانسور g و ثابت جفت‌شدگی، وابسته به تغییر پارامترهای هندسی و چگالی اسپین اتم‌هاست. به دلیل کوچک بودن میزان تغییر پارامترهای هندسی و چگالی اسپین اتم‌ها بین دو مدل خوشه و دینامیک مولکولی برای رادیکال‌های حاصل از تابش و تنش مکانیکی، اختلاف بین پارامترهای epr محاسبه شده با استفاده از دو مدل مذکور نیز ناچیز است. نتایج نشان داد که توافق خوبی میان پارامترهای epr محاسبه شده و نتایج تجربی وجود دارد. همچنین، نتایج بدست آمده از محاسبات دینامیک مولکولی به دلیل در نظر گرفتن تاثیر دمای محیط توافق بهتری نسبت به مدل خوشه با داده‌های تجربی دارد.

EPR Parameter Calculations of Radiation and Mechanically Induced Radicals in Alpha keratin Based on Density Functional Theory

In this research, the geometrical parameters, the spin density of atoms, and the EPR parameters of radiation and mechanically induced radicals in alpha keratin were investigated using density functional theory. Generally, various factors such as hydrogen bonds and temperature impact the EPR parameters. First, cluster calculations were used to study the effect of hydrogen bonds, and then abinitio molecular dynamics calculations were used to investigate the simultaneous effects of hydrogen bonds and temperature. Variation of the g tensor components and the coupling constants are dependent on the change of the geometrical parameters and the spin density of the atoms. Due to being a small variation of the geometrical parameters and the spin density of the atoms between the cluster model and the molecular dynamics for the radiation and the mechanically induced radicals, the difference between calculated EPR parameters by means of two mentioned models is insignificant. The result shows a good agreement between the calculated EPR parameters and the experimental results. Also, due to the considering of the ambient temperature effect, the obtained results from the molecular dynamic calculation have a better agreement with the experimental data in comparison to the cluster model.