Сравнительный квантово-химический анализ электронного строения конъюгатов чистого и легированного азотом графена с доксорубицином

Abstract

В данной работе проведено квантово-химическое исследование электронного строения и локализации граничных молекулярных орбиталей конъюгатов графеновых квантовых точек (GQDs) с противоопухолевым препаратом доксорубицином (DOX). Расчеты выполнены методом теории функционала плотности (DFT) с использованием гибридного функционала B3LYP и базисного набора 6-31G*. На основе анализа электронных структур показано, что модификация графенового остова азотом в пиридиновой форме приводит к существенной трансформации энергетического профиля системы. Установлено, что в конъюгатах N-GQD-DOX наблюдается значительное сужение энергетической щели (ΔE) по сравнению с немодифицированными аналогами, что свидетельствует о повышении химической реакционной способности и более эффективном переносе заряда внутри комплекса. Установлено, что при сохранении преимущественной локализации граничных молекулярных орбиталей на графеновом остове, внедрение гетероатома вызывает асимметрию распределения электронной плотности. Показано, что значительное уменьшение энергетической щели в допированных системах способствует повышению их реакционной способности и эффективности электронного переноса, что обосновывает преимущество использования N-GQD-DOX в качестве основы для биомедицинских наносенсоров.