شماره راهنما :
1609 دكتري
پديد آورنده :
قندهاري، مريم
عنوان :
مطالعه نظري جذب سيتوزين بر روي نانوسطوح دوفلزي طلا- نقره، طيفسنجي رامان تقويتشده سطحي آن و بررسي اثر نانوسطح فلزي بر روي پيوند هيدروژني در ديمر آدنين
گرايش تحصيلي :
شيمي فيزيك
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، 156ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حسين فرخ پور
استاد مشاور :
كيامرث اسكندري
توصيفگر ها :
سيتوزين , نانوسطوح دوفلزي طلا- نقره , انرژي جذب , انتقال بار , طيف سنجي رامان تقويتشده سطحي , ديمر آدنين , پيوند هيدروژني
استاد داور :
يوسف غايب، مهدي رنجبر، رضا اميديان
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/05/27
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/06/10
چكيده فارسي :
1 چكيده در چند دهه اخير تحقيقات روي برهمكنش بازهاي DNA با نانوسطوح فلزي به دليل كاربردهاي فراوان آن در صنعت و علوم زيستي به يكي از جالبتوجهترين موارد مطالعه در بين انواع سامانههاي جذبشونده جاذب تبديلشده است در ميان نانوسطوح دوفلزي مختلف نانوسطوح طال نقره Au Ag و نقره طال Ag Au اهميت زيادي درزمينه كاتاليزوري اپتيك حسگرهاي زيستي و انتقال دارو كسب كردهاند در اين راستا در بخش اول اين رساله جذب سيتوزين روي نانوسطوح دوفلزي نقره طال و طال نقره با استفاده از روش DFT و در چارچوب ONIOM موردمطالعه قرار گرفت و نتايج حاصل با نتايج بهدستآمده براي نانوسطوح خالص طال و نقره مقايسه شدند نتايج اين محاسبات نشان ميدهند كه حضور زيراليه نقره در نانوسطح طال نقره باعث كاهش انرژي جذب سيتوزين روي نانوسطح به مقدار 5 8 kJ mol در مقايسه با سطح طالي خالص ميشود درحاليكه حضور زيراليه طال در نانوسطح نقره طال باعث افزايش انرژي جذب سيتوزين روي نانوسطح به مقدار 1 8 kJ mol در مقايسه با سطح نقره خالص ميگردد همچنين از محاسبات QTAIM و تجزيهوتحليل تفاوت چگالي الكترون در مورد مجموعههاي سيتوزين نانوسطح ميتوان دريافت كه زيراليه هاي نقره و طال در نانوسطوح طال نقره و نقره طال به ترتيب باعث افزايش و كاهش انتقال بار از سيتوزين به نانوسطح در مقايسه با نانوسطوح خالص متناظر ميشوند در بخش دوم اين رساله طيفهاي جذبي نانوسطوح طال نقره طال نقره و نقره طال و مجموعههاي سيتوزين نانوسطح محاسبه و براي بررسي اثرات زيراليه و جذبشونده روي شدت و موقعيت بيشينه طيفهاي جذبي با يكديگر مقايسه شدند عالوه براين خطوط جذبي مسئول انتقال بار از سيتوزين به نانوسطح مرتبط با گذارهاي الكتروني براي هر مجموعه سيتوزين نانوسطح تعيين و اثرات زيراليه روي گذارهاي الكتروني موردبررسي قرار گرفتند همچنين طيفهاي IR و رامان تقويتشده سطحي SERS سيتوزين روي نانوسطوح موردنظر محاسبه و نوارهاي ارتعاشي حساس به ساختار فلزي در طيف IR و نوارهاي تقويتشده در طيف SERS تعيين شدند نتايج نظري ارائهشده در اين كار براي توصيف نتايج تجربي بهدستآمده در مورد جذب سيتوزين روي نانوسطوح خالص و دوفلزي طال و نقره بسيار مفيد هستند در بخش سوم اين رساله اثر نانوسطوح خالص و دوفلزي طال و نقره مورداستفاده در كارهاي قبلي روي قدرت برهمكنش و پيوندهاي هيدروژني بين دو مولكول آدنين در ساختار ديمر موردمطالعه قرار گرفت نتايج بهدستآمده در اين كار نشان ميدهند كه حضور زيراليه در نانوسطوح طال نقره و نقره طال باعث اندكي افزايش در انرژي برهمكنش بين دو آدنين در مقايسه با زمانيكه ديمر آدنين روي نانوسطوح خالص طال و نقره قرار دارد ميشود همچنين براي ديدن اثرات خالص نانوسطح روي قدرت پيوندهاي هيدروژني بين دو آدنين تغييرات پارامترهاي توپولوژيكي در نقاط بحراني دو پيوند هيدروژني در ديمر آدنين در مورد مجموعههاي سيتوزين نانوسطح موردنظر مورداستفاده قرار گرفت حضور زيراليه نقره باعث كاهش قدرت پيوند هيدروژني در ديمر در مقايسه با سطح طالي خالص ميگردد درحاليكه عكس اين روند در مورد زيراليه طال مشاهده ميشود نتايج كلي در بخش سوم اين رساله نشان ميدهند كه نانوسطوح طال نقره و نقره طال بسترهاي مناسبتري براي خودتجمعي آدنين نسبت به نانوسطوح خالص متناظر هستند كلمات كليدي سيتوزين نانوسطوح دوفلزي طال نقره انرژي جذب انتقال بار طيفسنجي رامان تقويتشده سطحي ديمر آدنين پيوند هيدروژني
چكيده انگليسي :
152 Theoretical Study of the Adsorption of Cytosine on the Bimetallic Nanosurfaces of Au Ag Its Surface Enhanced Raman Spectroscopy SERS and the Effect of Metallic Nanosurface on the Hydrogen Bonding in Adenine Dimer Maryam Ghandehari Maryam Ghandehari@ch iut ac ir Jan 2020 Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranSupervisor Hossein Farrokhpour h farrokh@iut ac irAdvisor Kiamars Eskandari Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran Department of Chemistry Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan IranAbstract Over the last decades research on the interaction of DNA with nanosurfaces has become one of the most interestingcase studies among all types of adsorbent adsorbate systems due to its many applications in industrial and biologicalsciences In this context study of the adsorption of DNA bases on metal surfaces is a fundamental step towardsunderstanding the interaction of the entire DNA molecule with these surfaces Among the different bimetallicnanosurfaces Au Ag and Ag Au nanosurfaces have important applications in the fields of catalysis optics biosensingand drug delivery In the first part of this thesis the adsorption of cytosine on the Au Ag and Ag Au bimetallicnanosurfaces has been investigated using density functional theory DFT in the scheme of the ONIOM and comparedwith its adsorption on pure Au and Ag nanosurfaces The results show that the presence of Ag as sublayer in the Au Agnanosurface decreases the adsorption energy of the cytosine on the nanosurfaces and increases the vertical distance ofthe molecule from the surface compared to the pure Au surface while the opposite trend is observed for the Ausublayer It can also be deduced from quantum theory of atoms in molecules QTAIM and electron density differenceanalyses of the cytosine nanosurfaces complexes that the Ag Au sublayer in the Au Ag Ag Au nanosurfacesincrease decrease the charge transfer from the cytosine to the nanosurfaces compared to the corresponding purenanosurfaces In the second part of this thesis absorption spectra of Au Ag Au Ag and Ag Au nanosurfaces andcytosine nanosurfaces complexes has been calculated and compared to explore the effect of metallic structure of thesublayer and adsorbate on the intensity and position of the spectra maximum In addition the absorption linesresponsible for the charge transfer from the cytosine to nanosurfaces due to the electronic excitation for eachcytosine nanosurface complex have been determined and the effect of sublayer on these electronic transitions has alsobeen studied Moreover we have computed the IR spectra and surface enhanced Raman spectroscopy SERS ofcytosine on the nanosurfaces The vibrational bands of the cytosine which in turn are sensitive to the metallic structureof sublayer are determined from the former while the latter is used to specify the vibrational bands of the cytosineshowing the intensity enhancement due to the charge transfer in the Raman spectrum for each nanosurface Thetheoretical spectroscopic results presented in our research are very useful for the interpretation of experimental results especially when the cytosine is adsorbed on nanosurfaces such as Ag Au and their bimetallic nanosurfaces Finally in the last part of this thesis the effects of Au Au Ag Ag and Ag Au nanosurfaces on the strength of interaction andhydrogen bonds between two adenine molecules have been studied Our results show that the presence of sublayer inthe Au Ag and Ag Au nanosurfaces decreases the interaction and adsorption energies of the dimer on thesenanosurfaces compared to the pure counterparts Also in order to explore the net effects of nanosurfaces on thestrength of the hydrogen bonds between two adenines the topological parameters changes at the critical points of thetwo hydrogen bonds in the adenine dimer are used for the desired cytosine nanosurfaces complexes The presence ofthe Ag sublayer decreases the hydrogen
استاد راهنما :
حسين فرخ پور
استاد مشاور :
كيامرث اسكندري
استاد داور :
يوسف غايب، مهدي رنجبر، رضا اميديان
