Journal of Ilam University of Medical Sciences

fa مطالعۀ نظری جذب مولکول دارویی جنستین بر صفحۀ گرافن خالص و دوپ‌شده با اتم‌های فلزی (Ni، Ti، Cr و Se) Theoretical Study of Adsorption of Genistein on Graphene and Graphene Doped with Metal Atoms (Ni, Ti, Cr, Se) بیوفیزیک biophysics پژوهشي Research مقدمه: جنستین یک ایزوفلاون است که به‌عنوان دارو برای متوقف کردن انواع سلول های سرطانی مانند سرطان پستان و پروستات به‌کار می رود. هدف از این تحقیق شبیه سازی مولکولی فرایند جذب سطحی مولکول دارویی جنستین روی گرافن خالص و جنستین بر گرافن دوپ‌شده با اتم های فلــزی Ni، Ti، Se و Cr، برای افزایش بازده جذب مولکول دارویی جنستین-گرافن است. مواد و روش ها: در این مطالعه با استفاده از نرم افزار HyperChem Professional vol.8.0.10، صفحۀ گرافن با ابعاد 4×4 در مجاورت مولکول جنستین در فاصلۀ 1 تا 5 انگسترم قرار گرفت. از روش نظریۀ تابعی چگالی (DFT) برای شبیه‌سازی جذب جنستین-گرافن و برای طراحی بهینۀ ساختار مولکولی از نرم‌افزار Gaussian vol.09 روش هیبرید B3LYP و مجموعۀ پایۀ 6-31G* به دلیل پایدارترین ساختار تا رسیدن به میزان مطلوب استفاده شد. یافته‌ها: داده‌های به‌دست‌آمده نشان می دهد که انرژی جذب جنستین-گرافن دوپ‌شده با اتم های فلزی Ni، Se، Ti و Cr به‌ترتیب 154/318، 080/954، 745/972 و 149/1236 کیلوکالری بر مول و شکاف انرژی جنستین-گرافن دوپ‌شده با Cr، Se،  Ti و  Ni به‌ترتیب 422/85، 476/92، 396/102 و 694/94 کیلوکالری بر مول است. بحث و نتیجه‌گیری: نتیجۀ این تحقیق نشان می‌دهد که حضور اتم Ni دوپ‌شده با گرافن، چگالی بار الکترونی را افزایش می دهد. شکاف انرژی جنستین-گرافن دوپ‌شده با Ni بیانگر واکنش پذیر بودن و چگالی بار الکترونی بالای این ترکیب است و می‌تواند به‌عنوان گزینۀ مناسبی برای افزایش بازده جذب مولکول دارویی جنستین استفاده شود.   Introduction: Genistein is an isoflavone that is used as a drug to stop various types of cancer cells, such as breast and prostate cancer. This study aimed to perform molecular simulation of the adsorption process of genistein molecule on pure graphene and genistein on graphene doped with metal atoms (Ni, Ti, Se, and Cr) to increase the adsorption efficiency of the genistein-graphene molecule. Material & Methods: In this study, a graphene plate (dimensions: 4 × 4) was placed next to the genistein molecule at a distance of 1 to 5 angstroms, using HyperChem Professional software (version 8.0.10). The density functional theory (DFT) was used to simulate the adsorption of Genistein-graphene, and the Gaussian software (version 09), hybrid method (B3LYP), and the 6-31G base set were used to optimally design the molecular structure. Findings: Based on the obtained results, the adsorption energy of genistein-graphene doped with metal atoms Ni, Se, Ti, and Cr was determined at 318.154, 954.080, 972.745, and 1236.149 kcal/mole, respectively, and the energy gap of genistein-graphene doped with Ni, Ti, Se, and Cr was estimated to be 85.422, 92.476, 102.396, and 94.694 kcal/mol, respectively. Discussion & Conclusion: The results of this study show that the presence of graphene-doped Ni atoms increases the electron charge density. The energy gap of genistein-graphene doped with Ni atoms indicates reactivity and high electron charge density of this compound and can be used as a suitable option to increase the uptake efficiency of the genistein drug molecule.   جنستین, جذب سطحی, دوپ‌شده, شکاف انرژی, نظریۀ تابعی چگالی Adsorption, Density functional theory, Doped, Energy gap, Genistein 94 105 http://sjimu.medilam.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-6953-1&slc_lang=fa&sid=1 Marziyeh Choupani مرضیه چوپانی marziyechoopani@gmail.com 9600319475328460045788 9600319475328460045788 No Department of Chemical Engineering, Faculty of Technical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران Afshar Alihosseini افشار علی حسینی afs.alihosseini@iauctb.ac.ir 9600319475328460045789 9600319475328460045789 Yes Department of Chemical Engineering, Faculty of Technical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران Majid Monajjemi مجید منجمی maj.monajjemi@iauctb.ac.ir 9600319475328460045790 9600319475328460045790 No Department of Chemical Engineering, Faculty of Technical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران Hossein Sakhaeinia حسین سخائی نیا sakhaeih@gmail.com 9600319475328460045791 9600319475328460045791 No Department of Chemical Engineering, Faculty of Technical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکز، دانشگاه آزاد اسلامی ، تهران، ایران