مطالعه ترمودینامیکی جذب سطحی کوتیاپین بر روی سطح فولرن (C20)
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپی
محمدرضا جلالی سروستانی
1
(
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهر ری، تهران، ایران
)
کلید واژه: فولرن, حسگر, نظریه تابعی چگالی, کوتیاپین, جذب سطحی,
چکیده مقاله :
در این تحقیق، محاسبات مادون قرمز (IR) و اوربیتال های پیوندی طبیعی (NBO) جهت ارزیابی عملکرد فولرن (C20) به عنوان حسگر جهت شناسایی داروی کوتیاپین مورد استفاده قرار گرفت. مقادیر منفی انرژی جذب سطحی، تغییرات آنتالپی و تغییرات انرژی آزاد گیبس نشان دادند که برهمکنش کوتیاپین و فولرن گرما زا، خودبخودی و از لحاظ تجربی امکان پذیر است. مقادیر مثبت و بزرگ ثابت تعادل ترمودینامیکی نشان دهنده این بود که برهمکنش کوتیاپین و فولرن برگشت ناپذیر و غیر تعادلی می‌باشد. افزایش ظرفیت گرمایی ویژه دارو و نانو ساختار بعد از برهمکنش نشان دهنده این بود که هدایت حرارتی در حین برهمکنش افزایش چشم گیری داشته و با توجه به گرمازا بودن فرآیند می‌توان از فولرن برای ساخت حسگرهای حرارتی جدید برای اندازه گیری کوتیاپین استفاده کرد. پارامترهای ساختاری مانند ، گپ انرژی، الکتروفیلیسیته، پتانسیل شیمیایی و سختی شیمیایی هم محاسبه شده و مورد بررسی قرار گرفتند. کاهش چشم گیر گپ انرژی بعد از جذب شدن دارو روی سطح نانو ساختار ثابت کرد که رسانایی الکتریکی و خاصیت الکتروکاتالیتیک بعد از برهمکنش جاذب و کوتیاپین بهبود یافته و از این نانو ساختار می‌توان برای ساخت حسگر الکتروشیمیایی جدید جهت اندازه گیری کوتیاپین استفاده نمود.
In this research, IR and NBO computations were employed for investigating the performance of fullerene (C20) as a sensing material for detection of quetiapine. The negative values of adsorption energy, enthalpy changes, Gibbs free energy variations showed quetiapine interaction with fullerene is exothermic, spontaneous and experimentally possible. The great values of thermodynamic constant revealed quetiapine adsorption on the surface of C20 is irreversible and non-equilibrium. The NBO results indicated a monovalent bond is formed between the medicine and the nanostructure with SP3 hybridization. Therefore, quetiapine interaction with fullerene is a chemisorption. The enhancement of specific heat capacity values of the drug and nano-adsorbent showed thermal conductivity in the adsorption process improved significantly and owing to the exothermic nature of interaction, fullerene can be used as a sensing material for construction of new thermal sensors to quetiapine determination. Structural parameters including bandgap, electrophilicity, chemical potential and chemical hardness were also computed and evaluated. The sharp decline in bandgap after the drug adsorption on the surface of nanostructure proved that the electrochemical conductivity and electrocatalytic properties improved after quetiapine interaction with the adsorbent and this nanostructure can be used for development of novel electrochemical sensor to quetiapine determination.
_||_