محققان دانشگاه مازندران، با استفاده از روشی محاسباتی، به بررسی عملکرد نانولوله‌های نیترید بور در حضور ویتامین‌ها پرداختند. نتایج این پژوهش می‌تواند در علوم پزشکی، به منظور رهایش کنترل شده و هدفمند دارو و تولید حسگرهای زیستی کارامد باشد.
بررسی برهمکنش ویتامین‌ها با نانولوله‌های نیترید بور
محققان دانشگاه مازندران، با استفاده از روشی محاسباتی، به بررسی عملکرد نانولوله‌های نیترید بور در حضور ویتامین‌ها پرداختند. نتایج این پژوهش می‌تواند در علوم پزشکی، به منظور رهایش کنترل شده و هدفمند دارو و تولید حسگرهای زیستی کارامد باشد.
سامره غضنفری، دانشجوی دکتری رشته شیمی در دانشگاه مازندران، با اشاره به اهمیت استفاده از ویتامین‌های B3 و C، هدف این تحقیق را بررسی برهمکنش ویتامین‌های B3 و C و رادیکال‌های آن‌ها با نانولوله نیترید بور برشمرد و بیان کرد: «نانولوله‌های نیترید بور آسیبی به مولکول‌های زیستی وارد نمی‌کنند. همچنین قابلیت زیست‌سازگاری بالای این نانولوله‌ها و غیر‌سمی بودن آن‌ها، باعث کاربرد وسیع این نانومواد در روش‌های تشخیصی و درمانی بیماری‌ها شده است. در این کار، برهمکنش این نانوماده با ویتامین‌ها، به کمک محاسبات DFT مورد مطالعه قرار گرفته است.»
این محققان معتقدند با توجه به نتایج حاصل شده، می‌توان از سیستم ترکیب نانولوله نیترید بور-ویتامین B3، برای اهداف انتقال دارو (Drug delivery) استفاده نمود. دلیل این امر، رهایش ساده و راحت این ویتامین از سطح نانولوله گزارش شده است. همچنین با توجه به نوع جذب ویتامین C روی نانولوله نیترید بور، می‌توان از نانولوله عامل‌دار شده با ویتامین C به عنوان نانوحسگرهای زیستی (nano-biosensor) استفاده نمود.
به گفته غضنفری، با جذب کووالانسی و غیرکووالانسی ویتامین B3، خواص الکترونی نانولوله نیترید بور تغییرات کمی می‌کند. با این جذب، ویتامین B3 به راحتی می‌تواند از سطح نانولوله نیترید بور جدا شود، در حالی که خواص پایه‌ی نانولوله نیترید بور حفظ می‌شود. این دو عامل از فاکتورهای مهم برای طراحی سیستم‌های دارورسانی به شمار می‌رود. بنابراین، براساس این نتایج نظری، نانولوله‌های نیترید بور می‌توانند به عنوان موادی برای انتقال ویتامین B3 به کار روند.
همچنین، محاسبات این محققان نشان داده است که، جذب ویتامین C و رادیکال آن روی نانولوله نیترید بور از نقطه نظر انرژی مطلوب است. به نظر می‌رسد، نانولوله نیترید بور می‌تواند یک جاذب مناسب ویتامین C و رادیکال آن باشد. از طرفی، ساختارهای الکترونی نانولوله نیترید بور در حضور ویتامین C و رادیکال آن، تغییرات قابل توجهی نشان می‌دهد. براساس این محاسبات، پیشنهاد می‌شود که نانولوله نیترید بور گزینه مناسبی جهت ساخت حسگرهای شناسایی ویتامین C و رادیکال آن است.
نظر به اینکه خواص مولکول از جمله ممان دوقطبی، بارهای الکتریکی و انرژی اربیتال‌ها تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی دچار تغییر می‌شود، مطالعه جزئیات اثر میدان بر روی ساختارهای هندسی و الکترونی مولکول، در طراحی نانو ابزارها بسیار مهم است. به همین علت، در ادامه این کار، به منظور پیشنهاد و طراحی سیستم‌های جدید انتقال دارو و حسگرها بر پایه نانولوله‌های نیترید بور تحت میدان الکتریکی، اثر میدان الکتریکی خارجی روی برهمکنش ویتامین‌های B3 و C با نانولوله‌های نیترید بور با طول‌ها و قطرهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است.
نتایج این کار تحقیقاتی، که با همکاری دکتر داود فرمان‌زاده (دانشیار دانشگاه مازندران) و سامره غضنفری صورت گرفته است، در مجله Journal of Chemical Sciences (جلد ۱۲۵، شماره ۶، ماه نوامبر، سال ۲۰۱۳، صفحات ۱۵۹۵ تا ۱۶۰۶) منتشر شده است.
سامره غضنفری، دانشجوی دکتری رشته شیمی در دانشگاه مازندران، با اشاره به اهمیت استفاده از ویتامین‌های B3 و C، هدف این تحقیق را بررسی برهمکنش ویتامین‌های B3 و C و رادیکال‌های آن‌ها با نانولوله نیترید بور برشمرد و بیان کرد: «نانولوله‌های نیترید بور آسیبی به مولکول‌های زیستی وارد نمی‌کنند. همچنین قابلیت زیست‌سازگاری بالای این نانولوله‌ها و غیر‌سمی بودن آن‌ها، باعث کاربرد وسیع این نانومواد در روش‌های تشخیصی و درمانی بیماری‌ها شده است. در این کار، برهمکنش این نانوماده با ویتامین‌ها، به کمک محاسبات DFT مورد مطالعه قرار گرفته است.»
این محققان معتقدند با توجه به نتایج حاصل شده، می‌توان از سیستم ترکیب نانولوله نیترید بور-ویتامین B3، برای اهداف انتقال دارو (Drug delivery) استفاده نمود. دلیل این امر، رهایش ساده و راحت این ویتامین از سطح نانولوله گزارش شده است. همچنین با توجه به نوع جذب ویتامین C روی نانولوله نیترید بور، می‌توان از نانولوله عامل‌دار شده با ویتامین C به عنوان نانوحسگرهای زیستی (nano-biosensor) استفاده نمود.
به گفته غضنفری، با جذب کووالانسی و غیرکووالانسی ویتامین B3، خواص الکترونی نانولوله نیترید بور تغییرات کمی می‌کند. با این جذب، ویتامین B3 به راحتی می‌تواند از سطح نانولوله نیترید بور جدا شود، در حالی که خواص پایه‌ی نانولوله نیترید بور حفظ می‌شود. این دو عامل از فاکتورهای مهم برای طراحی سیستم‌های دارورسانی به شمار می‌رود. بنابراین، براساس این نتایج نظری، نانولوله‌های نیترید بور می‌توانند به عنوان موادی برای انتقال ویتامین B3 به کار روند.
همچنین، محاسبات این محققان نشان داده است که، جذب ویتامین C و رادیکال آن روی نانولوله نیترید بور از نقطه نظر انرژی مطلوب است. به نظر می‌رسد، نانولوله نیترید بور می‌تواند یک جاذب مناسب ویتامین C و رادیکال آن باشد. از طرفی، ساختارهای الکترونی نانولوله نیترید بور در حضور ویتامین C و رادیکال آن، تغییرات قابل توجهی نشان می‌دهد. براساس این محاسبات، پیشنهاد می‌شود که نانولوله نیترید بور گزینه مناسبی جهت ساخت حسگرهای شناسایی ویتامین C و رادیکال آن است.
نظر به اینکه خواص مولکول از جمله ممان دوقطبی، بارهای الکتریکی و انرژی اربیتال‌ها تحت تأثیر میدان الکتریکی خارجی دچار تغییر می‌شود، مطالعه جزئیات اثر میدان بر روی ساختارهای هندسی و الکترونی مولکول، در طراحی نانو ابزارها بسیار مهم است. به همین علت، در ادامه این کار، به منظور پیشنهاد و طراحی سیستم‌های جدید انتقال دارو و حسگرها بر پایه نانولوله‌های نیترید بور تحت میدان الکتریکی، اثر میدان الکتریکی خارجی روی برهمکنش ویتامین‌های B3 و C با نانولوله‌های نیترید بور با طول‌ها و قطرهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است.
نتایج این کار تحقیقاتی، که با همکاری دکتر داود فرمان‌زاده (دانشیار دانشگاه مازندران) و سامره غضنفری صورت گرفته است، در مجله Journal of Chemical Sciences (جلد ۱۲۵، شماره ۶، ماه نوامبر، سال ۲۰۱۳، صفحات ۱۵۹۵ تا ۱۶۰۶) منتشر شده است.
