24001

بررسي و مدل سازي QSPR چارچوب هاي فلز-آلي (MOFs) جهت پيش بيني پايداري حرارتي و سرعت رهايش داروي فلوئوراوراسيل

كارشناسي ارشد

علوم و فناوري نانو-نانوشيمي

1400

1400/3/9

علي ملكي

عليرضا اكبر زاده

شيمي

در چند دهه¬ي اخير شيميدان¬ها در تلاش¬اند كه روش¬هاي سنتزي جديدي را براي توليد مواد متخلخل داراي حفراتي با ابعاد مولكولي و آرايش فضايي منظم ابداع كنند. در اين راستا چارچوب¬هاي فلز-آلي (MOF) با روش¬هاي مختلف سنتز شده¬اند. پايداري حرارتي MOFها نشانگر مقاومت ساختار آن¬ها در برابر تخريب، هنگام قرارگرفتن در معرض حرارت مي¬باشد، كه مي¬تواند به فاكتورهاي متعددي بستگي داشته باشد. به علاوه بسياري از كاربردهاي MOF¬ها به پايداري حرارتي بالايي نياز دارند تا در اثر عمليات حرارتي ، چارچوب¬ها آن¬ها تخريب نشود. در اين پروژه براي دستيابي به يك مدل دقيق براي پيش بيني پايداري حرارتي MOF¬ها ، از يك روش ساده مبتني بر رابطه ساختار و خاصيت كمي (QSPR) استفاده شد. مدل پيشنهادي بر اساس توصيف كننده¬هايي از جمله تعداد اتم¬هاي نيتروژن و روي، برهم¬كنش¬هاي بين هترواتم لينكرها و مراكز فلزي و قطعات مختلف مولكولي موجود در لينكرها بدست آمده است. به علاوه چارچوب¬هاي آلي فلز (MOF) به دليل اندازه منافذ مناسب، سطح زياد، انعطاف پذيري ساختاري به طور بالقوه داراي ويژگي¬هاي منحصر به فردي هستند كه از آن¬ها به عنوان حامل¬هايي براي دارورساني استفاده مي¬كنند. در بخش دوم اين پروژه، براي دستيابي به يك مدل دقيق پيش بيني ميزان رهايش دارو از MOF ها، باز هم از روش رابطه كمي ساختار و خاصيت (QSPR) استفاده شد. بهترين مدل رگرسيون چند خطي (MLR) بر اساس چهار توصيف¬گر شامل تعداد اتم نيتروژن، اتم اكسيژن و دو پارامتر تنظيم شده ايجاد شد. اين دو پارامتر نيز به ساختار و نوع لينكر و همچنين به برهم¬كنش بين لينكر و گره فلزي در MOFها بستگي دارند. با توجه به پارامترهاي آماري بدست آمده نشان داده شد كه مدل¬هاي ارائه شده ضرايب تعديل، تعيين و قدرت استناد بالايي داشته و اين مدل¬ها از اعتبار و دقت بالايي برخوردار هستند.

1400/04/15

Investigation and modeling of QSPR of metal-organic frameworks (MOFs) to predict the thermal stability and drug release rate of fluorouracil

5/30/2022 12:00:00 AM

In recent decades, researchers have been trying to develop new synthetic methods for producing porous materials with cavities of molecular size and regular arrangement. In this regard, metal-organic frameworks (MOF) have been synthesized by various methods. The thermal stability of MOFs indicate the resistance of their structure to degradation when exposed to heat, which can depend on several factors. In addition, many applications of MOFs require high thermal stability. In this project, a simple method based on Quantitative Structure Property Relationships (QSPR) method was used to achieve an accurate model for predicting the thermal stability of MOFs. The proposed model was developed based on descriptors including the number of nitrogen and zinc atoms, the interactions between heteroatoms of linkers and metal centers, and various molecular fragments. In addition, metal-organic frameworks have potentially unique properties Which makes them suitable for use as carriers for drug delivery systems due to their appropriate pore size, high surface area, and structural flexibility. In the second part of this project Quantitative Structure Property Relationships (QSPR) method was used to achieve an accurate model for predicting drug release rate from MOFs. The best multi-linear regression (MLR) model was created based on four descriptors including the number of the nitrogen atom, oxygen atom, and two adjusted parameters. These two parameters also depend on the structure and type of linker as well as the interaction between the linker and the metal node in the MOF structure. According to the obtained statistical parameters, it was shown that the proposed models are reliable and satisfying with high validity and accuracy.

چارچوب هاي فلز-آلي، QSPR، پايداري حرارتي، درصد رهايش دارو

Metal-organic frameworks, QSPR, thermal stability, drug release