بررسی جدید در مورد آنالیز جذب سافرانال در برهمکنش با قفس‌های فولرن مانند نیترید بور و نیترید آلومینیوم: سیستم دارورسانی

این مطالعه کنترل مؤثر عفونت کووید-۱۹ را از طریق جذب سافرانال (SAF) روی قفس‌های شبه فولرن B16N16 و Al16N16 نشان می‌دهد. جذب SAF روی سطوح B16N16 و Al16N16 در محیط‌های گاز، آب (H2O) و کلروفرم (CHCl3) با استفاده از روش‌های نظریه تابعی چگالی (DFT) و نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان (TD) ارزیابی شد و زیرلایه‌ها و کمپلکس‌های آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. کمپلکس Al16N16/SAF منفی‌ترین انرژی اتصال و پایداری ساختاری را در فاز آب در مقایسه با کمپلکس B16N16/SAF در سطح PBE0-D3 نشان داد. پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که جذب SAF روی قفس‌های شبه فولرن، به ویژه برای کمپلکس Al16N16/SAF، گرمازا است. علاوه بر این، برهمکنش SAF با قفس‌های شبه فولرن در فاز آب، بیشتر از محیط‌های گاز و کلروفرم است.

شکاف انرژی کمپلکس‌ها (Eg) در هر سه محیط در مقایسه با سیستم‌های کامل کاهش می‌یابد، به طوری که در تمام فازها کاهش قابل توجهی بیش از 21٪ مشاهده می‌شود. این کاهش قابل توجه در شکاف انرژی نشان می‌دهد که کمپلکس‌ها واکنش‌پذیری و حساسیت بیشتری نسبت به SAF دارند، که احتمالاً به دلیل تغییر قابل توجه در رسانایی الکترونیکی است. نتایج داکینگ مولکولی نشان می‌دهد که کمپلکس Al16N16/SAF در فاز آب، در مقایسه با سایر ترکیبات مورد مطالعه، میل ترکیبی قوی‌تری از خود نشان می‌دهد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که کمپلکس Al16N16/SAF به عنوان یک مهارکننده بالقوه برای COVID-19 و به عنوان یک ماده ارزشمند برای کاربردهای زیست پزشکی و سیستم‌های دارورسانی، نویدبخش است.

This study illustrates the effective control of COVID-19 infection through the adsorption of safranal (SAF) on B16N16 and Al16N16 fullerene-like cages. The SAF adsorption onto the B16N16 and Al16N16 surfaces in gas, water (H2O), and chloroform (CHCl3) environments were assessed using density functional theory (DFT) and time-dependent (TD) density functional theory methods, analyzing the substrates and their complexes. The Al16N16/SAF complex exhibited the most negative binding energy and structural stability in the water phase compared to the B16N16/SAF complex at the PBE0-D3 level. The thermodynamic parameters indicated that the adsorption of SAF onto the fullerene-like cages is exothermic, particularly for the Al16N16/SAF complex.

Additionally, the interaction of SAF with the fullerene-like cages in the water phase is more pronounced than in gas and chloroform environments. The complexes’ energy gap (Eg) decreases in all three environments compared to the perfect systems, with a significant reduction of over 21 % in all phases. This substantial decrease in the energy gap suggests that the complexes have increased reactivity and sensitivity to SAF, likely due to a significant change in electronic conductivity. The results of molecular docking indicate that the Al16N16/SAF complex in the water phase exhibited a strong binding affinity compared to the other compounds studied. These findings suggest that the Al16N16/SAF complex holds promise as a potential inhibitor for COVID-19 and as a valuable material for biomedical applications and drug delivery systems.