Interacción de cisplatin con Au37 (tri-icosaedro)

La interacción de fármacos con cúmulos de oro (biocompatibles) es un estudio novedoso que requiere de poder computacional. En esta ocasión estudiamos un cúmulo de oro protegido, el cual muestra preferencia por 4 moléculas de cisplatin. El espectro Raman calculado muestra claramente que algunos picos del cisplatin se acoplan con los modos normales del Au37, dando señales más intensas. Esto permite predecir que el Au37 puede utilizarse como un detector molecular del cisplatin, pero además significa un avance en el estudio de la utilización como acarreadores de los cúmulos de oro.

El artículo ha sido aceptado en la revista Journal of Raman Spectroscopy.

“Tri-icosahedral Au37 Cluster as a Carrier/Detector for Anti-Cancer Cisplatin Drug”

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jrs.5498

Modo0499

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Hidrogenación del Volleyballene

La hidrogenación del volleyballene es una reacción que puede ocurrir a temperatura ambiente. Sin embargo, 24 átomos de hidrógeno se unen con una energía de adsorción mayor y preferencial. De manera que es dificil desorberlos.

Siendo un compuesto intermediario el C60Sc20H24, se ha logrado proponer su estructura, reportándose su espectro IR y Raman, además de el análisis de las cargas parciales.

El artículo ha sido aceptado en PCCP.

Link al paper

Hidrogenación del Volleyballene (Sc20C60H70)

El estudio de nuevos materiales dedicados a adsorber hidrógeno es un tema de actualidad debido a la necesidad de fuentes de energía alternativas. Durante mucho tiempo se había buscado dotar a los fullerenes de la capacidad para servir como adsorbedores. La predicción del Volleyballene ocurrida en 2016, ha generado gran expectativa, debido a que la incorporación de metales de transición como el escandio, ha resultado en una nueva estructura donde los átomos del metal están dispersos a lo largo de la caja y por lo tanto evitan su aglutinamiento. Esto lleva a que el volleyballene pueda funcionar como un material nuevo capaz de adsorber hidrógeno.

Recientemente ha sido aceptado un artículo en Journal of Physical Chemistry C, donde se reporta el estudio de una estructura que contiene 70 átomos de hydrógeno. Siendo un número importante de átomos de H adsorbidos. Además, su estudio estructural, vibracional (IR /RAMAN) y de la naturaleza del enlace ha sido incluido.

Enlace al artículo

Hydrogen Storage on Volleyballene: Prediction of the Sc20C60H70Cluster

DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b03067
Hydrogenated Volleyballene

 

Impresión en 3D

Con la llegada de las nuevas tecnologías, tenemos a nuestra disposición herramientas que pueden ayudarnos en nuestra labor académica y profesional. Las impresoras 3D han pasado a ser una parte importante de cualquier laboratorio donde se necesiten de modelos o prototipos. En mi caso particular, tener un modelo que pueda auxiliarme para explicar mejor mis ideas es invaluable.

A continuación unas fotografías de mis modelos 3D.

Interacción de cisplatin con Au18

Au18-2cis_plano

Cisplatin-Au18
Cisplatin interaccionando con Au18

 

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Recientemente hemos publicado un artículo dedicado al estudio de la interacción de cisplatin (anticancerígeno) con el cúmulo de oro compuesto por 18 átomos de oro. El Au18 es bio-compatible y según nuestros cálculos puede adsorber al cisplatin (0.5 eV) y facilitar su acarreamiento hacia el tejido u órgano afectado. El interés es en evitar la pérdida del cisplatin en su camino al órgano afectado (evitándose efectos adversos) y el Au18 se propone como un buen acarreador.

Los espectros calculados de UV/CD cuando se adsorben una a cuatro moléculas de cisplatin permiten distinguir la cantidad de moléculas adsorbidas. Este estudio ha sido aceptado en PCCP y ha implicado el uso de ORCA que ha demostrado ser muy eficiente para el tipo de cálculos demandantes en memoria y tiempo de cómputo.

Study of the interaction among cisplatin and the Au18(SR)14 cluster: In search of an appropriated cisplatin carrier

Alfredo Tlahuice

Phys. Chem. Chem. Phys., 2017,19, 26545-26550

DOI: 10.1039/c7cp04452f

Interacción de cisplatin con Au18

Nanotubos quirales de penta-grafeno

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Recientemente hemos publicado un artículo dedicado al estudio de nanotubos de penta-grafeno. A pesar de haberse publicado su estructura en 2015, no se habían estudiado los nanotubos quirales (n,m) siendo n diferente de m.

Nuestro estudio demuestra que el nanotubo (7,7) no es estable y presenta frecuencias imaginarias. Mientras que el (7,0) es térmicamente inestable. Sin embargo, los nanotubos (5,10) y (6,3) son estables dinámica y térmicamente. Además su energía de amarre es comparable a la de otros nanotubos reportados anteriormente .

(5,10) penta-graphene CNT

Penta-NT

(6,3)

(7,7) penta-graphene CNT

(7,0) penta-graphene CNT

También mostramos que los nanotubos (n,0) y (0,m) son enantiómeros.

Chiral penta-graphene nanotubes: Structure, bonding and electronic properties

J.J Quijano-Briones, H. N. Fernández-Escamilla, A. Tlahuice-Flores

Computational and Theoretical Chemistry
http://dx.doi.org/10.1016/j.comptc.2017.03.019

Propiedades vibracionales, ópticas y quirópticas de Au18 protegido. Efecto de los ligandos

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Hasta ahora los cálculos han simplificado los ligandos con -SH o SCH3. Sin embargo la pregunta es si esta simplificación es válida. En dos estudios (estructural y vibracional; UV y CD) aceptados en dos revistas (PNSMI y PCCP), se demuestra que cuando el ligando es ciclohexil, entonces si se puede usar -SCH3. Las propiedades vibracionales, estructurales, ópticas y quirópticas son similares.

Otra pregunta interesante está relacionada con los ligandos y sus interacciones. Es importante saber que entre los ligandos existen interacciones y que esto depende de los grupos que los conforman. En el caso del carboxilo, se tiene una interacción importante entre los ligandos y es necesario usar cálculos que consideren esta interacción (van der Waals).

Finalmente, qué determina que el espectro UV o de dicroismo circular se incremente?. El artículo en PCCP demuestra que no está relacionado este incremento con la quiralidad del ligando y si está relacionado con la presencia de anillos fenílicos o con grupos conteniendo oxígeno. Al estudiar la contribución del oxígeno en los niveles electrónicos se encuentra que tienen una contribución interesante en el HOMO.

Estos estudios se llevaron a cabo con 11 diferentes ligandos (3 quirales y 8 no quirales).

au18_tbbt

Au18-PET

Ligand effects on the optical and chiroptical properties of the thiolated Au18 cluster

A. Tlahuice
Phys. Chem. Chem. Phys., 2016,18, 27738-27744
DOI: 10.1039/C6CP04298H
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/cp/c6cp04298h#!divAbstract

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Ligand effects on the structure and vibrational properties of the thiolated Au18 cluster

A. Tlahuice
Progress in Natural Science: Materials International, 2016, 26(5), 510–515

Special issue on nanomaterials

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S100200711630106X