Nekompensuotieji ryšiai hidroksilo ir amino grupėmis funkcionalizuotuose nanodeimantuose: globaliosios optimizacijos algoritmo taikymas

Anotacija

Nanodeimantai (ND) yra deimanto nanodalelės, kurių dydis siekia nuo apytiksliai vieno iki keliolikos dešimčių nanometrų. Jos pasižymi nanomedicinai itin tinkamomis savybėmis: išskirtiniu biosuderinamumu, didele pernašos talpa bei nepaprastai gausia paviršiaus funkcinių grupių įvairove. Tačiau vienas iš ND panaudojimo trūkumų – sudėtinga sekti jų lokalizaciją ir judėjimą in vivo, todėl tai apriboja galimybę stebėti ilgalaikio gydymo eigą. Vis dėlto tiek magnetinio rezonanso, tiek fluorescencijos pagrindo ND vizualizacija yra įmanoma, bet tam būtini paramagnetiniai defektai. Kadangi nekompensuotieji ryšiai (NR) yra vieni iš dažniausiai ND susidarančių paramagnetinių defektų, šiame darbe tiriama jų geometrinė konfigūracija hidroksilo ir amino grupėmis funkcionalizuotuose ND. Atsižvelgus į tokių ND paviršiaus geometrinį sudėtingumą, tyrimams taikytas globaliosios optimizacijos algoritmas, kuris, priešingai nei standartinė geometrijos optimizacijos procedūra, užtikrina visuotinai žemiausios sistemos būsenos paiešką. Optimizuotos NR struktūros buvo panaudotos įvertinant elektroninį g-tenzorių – vieną svarbiausių elektronų paramagnetinio rezonanso parametrų. Gauti rezultatai rodo, kad oktaedrinės formos C₃₅(OH)₃₆ ir C₃₅(NH₂)₃₆ nanodalelėse egzistuota tik trys unikalūs NR, o tai suteikia vertingos informacijos ateities ND tyrimams ir leidžia reikšmingai sutaupyti skaičiavimo laiko ir išteklių.