عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی دینامیک مولکولی ذخیره سازی داروهای ضدسرطان در نانو لوله های کربنی
- رشته تحصیلی
- نانوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55041
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- رسول فخیمی درخشان
- استاد راهنما
- سید مهدی واعظ علائی
- چکیده
- در سال های اخیر،استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان حامل های دارو د رفرایند داروسازی، برای انتقال درون سلولی داروها، پروتئین ها و ژن ها به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. این مطالعات نشان از قابلیت بالای این نانوساختارها در فرایند دارورسانی دارد.در این پایان نامه ها با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی به بررسی ذخیره سازی داروهای ضد سرطان های کربنی تک در نانولوله های کربنی تک دیواره پرداخته ایم.این شبیه سازی برای چهار دارو به نام های مرکاپتوپیورین، آزگوانین، آمینواکریدین و آلوئه امودین، که در دسته ی داروهای ضد سرطان هستند انجام شد. برای هر دارو تحول زمانی پیکربندی اولیه که شامل مولکول های نانولوله ی کربنی و دارو در یک محیط آبی است شبیه سازی شد و با مطالعه ی بر همکنش میان مولکولهای دارو و نانولوله های کربنی قابلیت ذخیره ی خودبه خودی این داروها تایید شد. تغییرات پیکربندی سیستم و کمیت هایی مانند دما، فشار، فاصله ی مرکز جرم مولکول ها، تعداد مولکول های آب داخل نانولوله ی کربنی انرژی برهمکنش واندروالسی بین مولکولهای دارو و نانولوله و انرژی آزاد گیبس در طول این شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفت. این نتایج نشان دادند که انرژی برهمکنش واندروالسی اهمیت ویژه ای در فرایند ذخیره سازی دارد. کمینه ی این انرژی و انرژی آزاد مربوط به زمانی است که مولکول دارو در داخل نانولوله ی کربنی قرار می گیرد. همچنین محاسبه ی انرژی آزاد نشان داد که فرایند ذخیره سازی یک فرایند خودبخودی و برگشت ناپذیر است. با بررسی حالت هایی که در آنها اندازه ی نانولوله و یا پیکریندی اولیه ی سیستم برای این ذخیره سازی مناسب نیست مشاهده شد که د رصورت ذخیره نشدن دارو در داخل نانولوله ی کربنی می تواند جذب دیواره ی خارجی یا دهانه ی آن گردد.
- Abstract
- In recent years, carbon nanotubes have been extensively investigated for applications in the drug delivery and intracellular transport of drugs, proteins, and genes. These studies have shown high capasity of these nanostructures in drug delivery applications. In this thesis, we investigated the encapsulation of four anticancer drugs (Mercaptopurine, Azaguanine, Aminoacridine and Aloe emodin) in carbon nanotubes, using molecular dynamics simulation. For each drug molecule, the time evolution of the system, consisting of a carbon nanotube and a drug molecule in an aquous environment, was simulated and spontaneous encapsulation of each drug in corresponding carbon nanotube was abserved. Variation of system configuration, and quantities such as temperature, pressure, center of mass distance between drug and nanotube, number of water molecules inside each carbon nanotube, van der Waals interaction energy between each drug and nanotube and Gibs free energy were measured for each system. These results show that van der Waals interaction play an important in these spontaneous encapsulation. The minimums of van der Waals interaction energy, as well as free energy, is correspond to the state in which the drug molecule is completely encapsulated in carbon nanotube. The free energy calculations show that the storage process, are spontaneous and irreversible. Small size of nanotube and unappropriate initiall conditions of drug position may lead to have no encapsulation in system. If drug does not encapsulate in carbon nanotube, it absorbed by external walls or the enterance of nanotube. Keywords: carbon nanotubes, molecular dynamics simulation, drug delivery, free energy
