بررسی جذب سطحی داروی ایزوکربوکسازید بر روی فولرن به عنوان حامل داروهای ضد افسردگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران

چکیده

ایزوکربوکسازید از دسته داروهای ضد افسردگی است و برای درمان افسردگی، حمله‌های هراس یا حملات پانیک ، اختلالات وسواس، اختلال استرس پس از سانحه، اختلال اضطراب اجتماعی، اختلال بدریختی بدن و شکل شدیدی از سندرم پیش از قاعدگی (PMS) استفاده می‌شود. در کار حاضر، با استفاده از روش مکانیک کوانتمی نظریه تابعیت چگالی و با استفاده از مجموعه پایه  B3LYP/6-311+G (d, p)  ،خصوصیات واکنش­پذیری شیمیایی و جذب ایزوکربوکسازید در سطح ملکول فولرن  C60(ih) به عنوان حامل های داروی ضد افسردگی در فاز گاز محاسبه شد. از جمله خصوصیات شیمیایی ، ممان دو قطبی در بررسی ویژگی محلول، ویژگی ترمودینامیکی از جمله (انرژی آزاد گیبس، آنتالپی، آنتروپی و ظرفیت گرمایی) و برای تشخیص واکنش پذیری پارامترهای الکترونیکی  (σ, µ, ω, χ , η) محاسبه شد. با توجه به مقدار انرژی HOMO و LUMO محاسبه شده، ایزوکربوکسازید یک ترکیب پایدار و واکنش­پذیر است که به عنوان ماده فعال شیمیایی عمل می­کند. این ترکیب فعال شیمیایی دارای هفت موقعیت فعال است که منجر به جذب در نانوقفس C60 به عنوان حامل دارو می­شود. این جذب سطحی به انتقال ایزوکربوکسازید به سیستم های زیستی کمک می کند.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Adsorption of Isocarboxazid on Fullerene as anti-depression drug carriers

نویسندگان [English]

  • Mohsen Aletaha Koohbanani
  • sayed ali ahmadi
  • Dadkhoda Ghazanfari
  • Mohammad Reza Akhgar
Department of Chemistry, Kerman Branch, Islamic Azad University, Kerman, Iran
چکیده [English]

Isocarboxazid is an antidepressant used to treat depression, panic attacks, obsessive-compulsive disorder, post-traumatic stress disorder, social anxiety disorder, body dysmorphic disorder, and severe premenstrual syndrome (PMS). In the present work, using the quantum mechanical method of density functional theory and using the base set B3LYP / 6-311 + G (d, p), chemical reactivity properties and adsorption of isocarboxazid on the surface of fullerene C60 molecule (ih) as carriers of the antidepressant drugs was calculated in the gas phase. Among the chemical properties, dipole moment was calculated in the study of solution properties, thermodynamic properties (Gibbs free energy, enthalpy, entropy, and heat capacity) and to detect the reactivity of electronic parameters (σ, µ, ω, χ, η). According to the calculated amounts of HOMO and LUMO energy, isocarboxazid is a stable and reactive compound that acts as a chemically active substance. This chemically active compound has seven active sites that lead to adsorption in the C60 nanocage as a drug carrier. This adsorption helps transport isocarboxazid to biological systems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • DFT
  • Isocarboxazid
  • C60
  • Bucky ball
  • Reactivity
[1] K. Bezchlibnyk-Butler, I. Aleksic, S. H.  Kennedy, “Citalopram--a review of pharmacological and clinical effects.” Journal of Psychiatry and Neuroscience, 25, 241-254, 2000.
[2] M. S. De Lima, “Review: citalopram is effective and safe for depression.”  Evidence-Based Mental Health, 4(3), 80, 2001.
[3] S. H. Kang, G. Kim, Y. K. Kwon, “Adsorption properties of chalcogen atoms on a golden buckyball Au16− from first principles” Journal of Physics: Condensed Matter, 23, 505301, 2011.
[4] S. Mallawaarachchi, M. Premaratne, P. K. Maini, “Superradiant cancer hyperthermia using a buckyball assembly of quantum dot emitters” IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 25, 1-8, 2018.
[5] L. Kalaugher, “Buckyball pioneer dies” Physics World, 18, 9, 2005.
[6] S. Wang, K. Poon, Z. Cai, “Removal and metabolism of triclosan by three different microalgal species in aquatic environment.” Journal of hazardous materials, 342, 643-650, 2018.
[7] M. Adolfsson-Erici, M. Pettersson, J. Parkkonen, J. Sturve, “Triclosan, a commonly used bactericide found in human milk and in the aquatic environment in Sweden” Chemosphere, 46, 1485-1489, 2002.
[8] M. Zhao, Z. Huang, S. Wang, L. Zhang, C. Wang, “Experimental and DFT study on the selective adsorption mechanism of Au (Ⅲ) using amidinothiourea-functionalized UiO-66-NH2” Microporous and Mesoporous Materials, 294, 109905, 2020.
[9] X. M. Lopez‐Fernandez, H. R. Khataee, M. Y. Ibrahim, S. Sourchi, L. Eskandari, M. T. Noranis, “Computing optimal electronic and mathematical properties of Buckyball nanoparticle using graph algorithms” COMPEL-The international journal for computation and mathematics in electrical and electronic engineering, 31, 2, 387-400, 2012.
[10] A. E. Yavuz, S. H. Bayarı, N. Kazancı, “Structural and vibrational study of maprotiline” Journal of Molecular Structure, 924, 313-321, 2009.
[11] M. S. Garelli, F. V. Kusmartsev, “Buckyball quantum computer: realization of a quantum gate.” The European Physical Journal B-Condensed Matter and Complex Systems, 48, 199-206, 2005.
[12] A. Takzare, D. D. Ghafoor, A. F. Siddiqi, S. Ravali, M. Shalbaf, M. Bakhtiar, “Trachyspermum copticum essential oil incorporated niosome for cancer treatment” Journal of Drug Delivery Science and Technology, 52, 818-824, 2019.
[13] A. Ceulemans, J. T. Muya, G. Gopakumar, M. T. Nguyen, “Chemical bonding in the boron buckyball” Chemical Physics Letters, 461, 226-228, 2008.
[14] J. T. Muya, M. T. Nguyen, A. Ceulemans, “Quantum chemistry study of symmetric methyne substitution patterns in the boron buckyball.” Chemical Physics Letters, 483, 101-106, 2009.
[15] S. Jo, S. Kim, B. H. Lee, A. Tandon, B. Kim, S. H. Park, M. K. Kim, “Fabrication and characterization of finite-size DNA 2D ring and 3D buckyball structures.” International journal of molecular sciences, 19, 1895, 2018.
[16] C. Wang, W. Huang, J. Lin, F. Fang, X. Wang, H. Wang, “Triclosan-induced liver and brain injury in zebrafish (Danio rerio) via abnormal expression of miR-125 regulated by PKCα/Nrf2/p53 signaling pathways.” Chemosphere, 241, 125086, 2020.
[17] M. Shen, W. Jia, Y. You, Y. Hu, F. Li, S. Tian, J. Li, Y. Jin, D. Han, “Luminescent properties of CdTe quantum dots synthesized using 3-mercaptopropionic acid reduction of tellurium dioxide directly.” Nanoscale research letters, 8, 1-6, 2013.
[18] Y. Shirai, A. J. Osgood, Y. Zhao, K. F. Kelly, J. M. Tour, “Directional control in thermally driven single-molecule nanocars.” Nano Letters, 5, 2330-2334, 2005.
[19] C. Lee, X. Wei, J. W. Kysar, J. Hone, “Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene.” science, 321, 385-388, 2008.
[20] M. Caricato, M. J. Frisch, eds., Gaussian 09: IOps Reference. Gaussian, 2009.
[21] V. V. Kleandrova, F. Luan, A. S. Planche, M. N. D. S. Cordeiro, “Review of Structures Containing Fullerene-C-60 for Delivery of Antibacterial Agents. Multitasking Model for Computational Assessment of Safety Profiles.” Current Bioinformatics, 10, 565-578, 2015.
[22] S. K. Sharma, L. Y. Chiang, M. R. Hamblin, “Photodynamic therapy with fullerenes in vivo: reality or a dream?”  Nanomedicine, 6, 1813-25, 2011.