ارزیابی جذب سطحی داروی لوودوپا بر روی سطح گرافن و نانو مخروط کربنی با استفاده از تئوری تابعی چگالی
محورهای موضوعی : شیمی کوانتومی و اسپکتروسکوپیمحمدرضا جلالی سروستانی 1 , رویا احمدی 2
1 - باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد یادگار امام خمینی(ره) شهر ری، تهران، ایران
2 - دانشیار گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، واحد یادگار امام خمینی (ره) شهر ری، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
کلید واژه: جذب سطحی, تئوری تابعی چگالی, گرافن, نانو مخروط کربنی, لوودوپا,
چکیده مقاله :
در این مطالعه، جذب سطحی داروی لوودوپا بر روی سطح گرافن و نانو مخروط کربنی با استفاده از تئوری تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفت. مقادیر منفی انرژی جذب سطحی، تغییرات آنتالپی جذب سطحی، تغییرات انرژی آزاد گیبس و همچنین مقادیر بزرگ ثابت ترمودینامیکی نشان دادند که برهمکنش داروی لوودوپا با هر دو نانو ساختار خودبخودی، گرما زا، غیر تعادلی و از لحاظ تجربی امکان پذیر است. مقادیر ظرفیت گرمایی ویژه و همچنین آنتالپی جذب سطحی ثابت کردند که هر دو نانو ساختار می‌توانند جهت ساخت حسگرهای حرارتی جدید برای اندازه گیری لوودوپا مورد استفاده قرار گیرند. نتایج حاصل از محاسبات اوربیتال های مولکولی نشان داد که میزان گپ انرژی بعد از جذب شدن دارو بر روی سطح هر دو نانو ساختار کاهش چشمگیری پیدا کرده و این دو نانو ساختار می‌توانند به عنوان ماده الکتروفعال در ساخت حسگرهای الکتروشیمیایی جدید جهت اندازه گیری این دارو مورد استفاده قرار گیرند. مقادیر سختی شیمیایی و ممان دو قطبی هم بعد از برهمکنش دارو با هر دو جاذب مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حکایت از آن داشت میزان واکنش پذیری و حلالیت دارو بعد از جذب شدن بر روی گرافن و نانو مخروط کربنی افزایش قابل توجهی داشته است.
In this research, the adsorption of levodopa on the surface of graphene and carbon Nanocone was evaluated by density functional theory. for this purpose, the structures of levodopa, graphene, carbon Nano cone and their complexes were optimized geometrically. The negative values of adsorption energy, adsorption enthalpy changes, Gibbs free energy changes and positive values of thermodynamic constants proved that the adsorption process of levodopa is spontaneously, exothermic, irreversible, and experimentally feasible. The values of adsorption enthalpy changes and specific heat capacity indicated graphene and carbon nanocone can be used in the construction of novel thermal sensors for detection of levodopa. The obtained results from frontier molecular orbital calculations showed the energy gap has reduced significantly after levodopa adsorption on the surface of both adsorbents. Therefore, graphene and carbon Nanocone can be utilized as an electroactive recognition element for fabrication of novel levodopa sensitive electrochemical sensors. The values of chemical hardness and dipole moment substantiate that the reactivity and solubility of levodopa has improved after adsorbing on the surface of graphene and carbon nanocone.
_||_