21785

21785

ارائه يك مدل تئوري براي فوتوديناميك تراپي سرطان با استفاده از نقطه كوانتومي گرافين

كارشناسي ارشد

فيزيك اتمي - حالت جامد

1395

1394/08/20

دكتر مهدي اسماعيل زاده

فيزيك

چكيده در اين پروژه با استفاده از تئوري تابعي چگالي وابسته به زمان (TDDFT) و بر پايه ي نقطه¬ي كوانتومي گرافين، يك مدل تئوري براي فوتوديناميك¬تراپي سرطان ارائه گرديده است. كره هاي گرافيني توخالي عاملدار شده با شعاع هاي مختلف به عنوان نقاط كوانتومي گرافين (GQD) در نظر گرفته شدند. با محاسبه¬ي گاف انرژي بين حالت¬هاي برانگيخته و حالت پايه نشان داديم كه GQDها براي كاربردهاي فوتوديناميك¬تراپي مناسب هستند. هنگاميكه غلظت عناصر عامل به اتم هاي كربن ثابت نگه داشته شود، گاف انرژي ذكر شده به سايز كره ها وابسته نيست. همچنين محاسبه¬ي طول موج هاي جذبي با استفاده از روش TDDFT، نشان دهنده¬ي توافق بسيار خوب اين طول موج ها با طول موجهاي گزارش شده¬ي تجربي مي¬باشد. با به كار گرفتن يك مدل تحليلي كوانتومي كه قبلا براي توصيف رفتار چشم گروه خاصي از پرندگان مهاجر استفاده شده است، نشان داده شد كه دو انتقال مي¬توانند انرژي مورد نياز براي توليد اكسيژن سينگلت 1O2را فراهم نمايند. اكسيژن سينگلت گونه اي راديكال آزاد است كه سلول هاي سرطاني را با ايجاد سميت سلولي نابود مي¬كند و بنابراين از نقشي كليدي در فرآيند فوتوديناميك تراپي برخوردار است. با استفاده از نقطه¬ي كوانتومي گرافين به عنوان ماده ي حساس به نور، بازده كوانتومي اكسيژن سينگلت به شدت بالا به دست مي¬آيد. براساس گزارشات آزمايشگاهي اين بازده كوانتومي بالا نتيجه ي همان دو انتقالي است كه قبلا ذكر شد.

1398/10/28

A theoretical model for photodynamic therapy of cancer

11/11/2015 12:00:00 AM

Abstract We consider five functionalized hollow graphene spheres (HGSs) with different radiuses and by using time dependent density functional theory (TDDFT), we show that the energy difference between excited states and ground state that is suitable for photodynamic therapy (PDT) applications does not depend on the size of the spheres, when the concentration ratio of functionalized elements to carbon atoms is fixed. Therefore, although HGSs have different diameter, all of them have appropriate properties for PDT. By adding an analytical model to TDDFT results, it is shown that there are two important transition channels; one form singlet excited state to triplet-excited state and second between triplet and ground state; that these two transitions can provide the needed energy for producing singlet oxygen in PDT applications and the extremely high singlet oxygen quantum yield can be attributed to the channels, in the PDT.