بررسی نظری جذب داروی ضد پارکینسون لوودوپا بر سطح نانوقفس نیترید بور B12N12 به‌عنوان دارورسان: یک مطالعه شیمیایی کوانتومی

Abstract

پیش‌زمینه و هدف: در سال‌های اخیر، توسعه نانوحامل‌ها به‌خصوص، نانوساختارهای نیترید بور برای دارورسانی هدفمند توجه زیادی را به خود جلب کرده است. دو عامل بی‌ثباتی شیمیایی و پایداری ساختاری نانوقفس‌های نیترید بور (Boron Nitride Nanocages) موجب شده که این مواد به‌عنوان حامل‌های دارویی مفید باشند. نانوقفس‌ها با تغییر خصوصیات فارماکوکینتیک دارو و آهسته رهش کردن دارو باعث بهبود عملکرد دارو و کاهش عوارض جانبی آن می‌شوند. در این پژوهش، با استفاده از مطالعه نظری، برهمکنش داروی لوودوپا با نانوقفس نیترید بور و امکان تشکیل کمپلکس پایدار بین آن‌ها بررسی شد. مواد و روش کار: پژوهش حاضر باهدف بررسی عملکرد نانوقفس نیترید بور(B12N12) برای جذب لوودوپا (Levodopa, LD) با استفاده از محاسبات کوانتومی تئوری تابعیت چگالی و نرم‌افزار گوسین 09در سطح محاسباتی B3LYP/6-31G(d,P)انجام شد. یافته‌ها: با استفاده از ساختارهای بهینه پارامترهای مربوط به فعالیت شیمیایی نظیر شکاف انرژی، سختی شیمیایی، پتانسیل شیمیایی، نمودارهای چگالی حالت، اندیس‌های واکنش‌پذیری، توابع ترمودینامیکی و انرژی جذب محاسبه و نتایج بررسی شدند. انرژی جذب برای پایدارترین پیکربندی برابر 49/47- (کیلوکالری بر مول) اندازه‌گیری شد. توزیع بار الکترونی نیز نشان‌دهنده پیوستگی ابرهای الکترونی بین دارو و نانو قفس بود. بحث و نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد خواص الکترونی نانوقفس به حضور مولکول حساس بوده، طوری که شکاف انرژی نانوقفس 8/35% بعد از جذب مولکول کاهش پیدا کرده است. نتایج آنالیز بار بین دو مولکول نشان داد که مهم‌ترین انتقال بار از جفت الکترون اربیتال غیرپیوندی اکسیژن مولکول به اوربیتال ضد پیوندی‌اتم بور نانوقفس انجام شده است. هم‌چنین تجزیه‌وتحلیل توابع ترمودینامیکی نشان داد که کمپلکس تشکیل‌شده پایدار است. بر اساس یافته‌های این پژوهش به نظر می‌رسد نانوقفس نیترید بور را می‌توان به‌عنوان حامل داروی لوودوپا در سیستم‌های زیستی استفاده کرد.