Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSCAR |
Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431 |
Resumo: | In this present work was carried out the computational study of the functionalization of gold nanoparticles in spherical shape with L-amino acids using molecular dynamics simulations and geometry optimizations at DFTB level (Density Functional Tight-Binding) using Hamiltonian GFN1-xTB and phase space scanning through classic calculations to determine initial configurations. A determination of the ini- tial configurations performed using phase space scanning, it turned out that the L-amino acids have a tendency to interact on the nanostructure in the face (111) and low tendency to interact with the face (110). Simulations of semi-empirical quantum molecular dynamics of structure corresponding to the global minimum showed that there is a preference of the L-amino acids in interacting with the AuNP through the sites carbonylic and chiral carbon amino as well as the nitrogenated sites existing in their side chain which occurs for arginine, lysine and histidine. The interactions between AuNP and L-amino acids are covalent but of low intensity. confirmed by resorting to the analysis of the surface of the molecular orbitals and Wiberg binding orders of the structures. The adsorption of amino acids on the surface of the AuNPs presented chiral responses, confirmed by the calculation of the spectrum of electronic circular dicroysm and dissimetric factor g (g-factor) and HCM (Medida de quiralidade de Hausdorff). Which demonstrates that the amino acids are capable of inducing chirality in the AuNP. The intensity varies depending on the amino acid used, however, phenylalanine, tryptophan, lysine, arginine, histidine and aspartate and glutamic acids are the ones that most induce chirality in the system. |
id |
SCAR_b8ae557c4d022f4f67a8b304e74ae63b |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/19431 |
network_acronym_str |
SCAR |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
repository_id_str |
4322 |
spelling |
Silva, Augusto Cesar AzevedoMoura, André Farias dehttp://lattes.cnpq.br/0746428641961163http://lattes.cnpq.br/5768923111678024https://orcid.org/0000-0002-2496-5574https://orcid.org/0000-0003-1974-48032024-02-23T12:58:35Z2024-02-23T12:58:35Z2023-12-14SILVA, Augusto Cesar Azevedo. Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431In this present work was carried out the computational study of the functionalization of gold nanoparticles in spherical shape with L-amino acids using molecular dynamics simulations and geometry optimizations at DFTB level (Density Functional Tight-Binding) using Hamiltonian GFN1-xTB and phase space scanning through classic calculations to determine initial configurations. A determination of the ini- tial configurations performed using phase space scanning, it turned out that the L-amino acids have a tendency to interact on the nanostructure in the face (111) and low tendency to interact with the face (110). Simulations of semi-empirical quantum molecular dynamics of structure corresponding to the global minimum showed that there is a preference of the L-amino acids in interacting with the AuNP through the sites carbonylic and chiral carbon amino as well as the nitrogenated sites existing in their side chain which occurs for arginine, lysine and histidine. The interactions between AuNP and L-amino acids are covalent but of low intensity. confirmed by resorting to the analysis of the surface of the molecular orbitals and Wiberg binding orders of the structures. The adsorption of amino acids on the surface of the AuNPs presented chiral responses, confirmed by the calculation of the spectrum of electronic circular dicroysm and dissimetric factor g (g-factor) and HCM (Medida de quiralidade de Hausdorff). Which demonstrates that the amino acids are capable of inducing chirality in the AuNP. The intensity varies depending on the amino acid used, however, phenylalanine, tryptophan, lysine, arginine, histidine and aspartate and glutamic acids are the ones that most induce chirality in the system.Neste presente trabalho realizou-se o estudo computacional da funcionalização de nanopartículas de ouro no formato esférico com L-aminoácidos empregando simulações de dinâmica molecular e otimizações de geometria em nível DFTB (Density Functional Tight-Binding) usando o Hamiltoniano GFN1-xTB e varredura do espaço de fase através de cálculos clássicos para a determinação das configurações iniciais. A determinação das configurações iniciais realizada utilizando a varredura do espaço de fase, resultou que os L-aminoácidos possuem tendência a interagir na nanoestrutura na face (111) e baixa tendência a interagir com o face (110). Simulações de dinâmica molecular quântica semiempírica da estrutura correspondente ao mínimo global mostraram que há uma preferência dos L-aminoácidos em interagir com a AuNP através dos sítios carbonílicos e amino do carbono quiral bem como os sítios nitrogenados existentes em sua cadeia lateral o que ocorre para a arginina, lisina e histidina. As interações entre a AuNP e os L-aminoácidos são de caráter covalente, porém de baixa intensidade, que foram confirmadas recorrendo-se a análise da superfície dos orbitais moleculares e ordens de ligação de Wiberg das estruturas. A adsorção dos aminoácidos na superfície das AuNPs apresentaram respostas quiral, confirmado através do cálculo dos espectros de dicroísmo circular eletrônico e fator g de dissimetria (g-factor) e HCM (Medida de quiralidade de Hausdorff). O que demonstra que os aminoácidos são capazes de induzir quiralidade na AuNP. A intensidade varia conforme o aminoácido empregado, entretanto, a fenilalanina, triptofano, lisina, arginina, histidina e ácidos aspártico e glutâmico são os que mais induzem quiralidade no sistema.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Processo nº 88882.332780/2019-01, Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessNanopartículasOuroAminoácidosQuiralidadeIndução quiralNanoparticlesGoldAmino acidsChiralityChiral inductionCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICAEstudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quiraisComputational study of gold nanostructures functionalized with organic moleculesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52ORIGINALTese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdfTese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdfTese_versao_final_Augusto_Cesar_Azevedo_Silvaapplication/pdf24275761https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/1/Tese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdfd5f0d7e4411be35e9e1dc653569e0c03MD51TEXTTese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdf.txtTese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdf.txtExtracted texttext/plain238388https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/3/Tese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdf.txtdbffc1a9128ce3707bb5b9a2a4b93375MD53ufscar/194312024-05-14 17:35:20.154oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/19431Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T17:35:20Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Computational study of gold nanostructures functionalized with organic molecules |
title |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
spellingShingle |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais Silva, Augusto Cesar Azevedo Nanopartículas Ouro Aminoácidos Quiralidade Indução quiral Nanoparticles Gold Amino acids Chirality Chiral induction CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA |
title_short |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
title_full |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
title_fullStr |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
title_full_unstemmed |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
title_sort |
Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais |
author |
Silva, Augusto Cesar Azevedo |
author_facet |
Silva, Augusto Cesar Azevedo |
author_role |
author |
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5768923111678024 |
dc.contributor.authororcid.por.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0002-2496-5574 |
dc.contributor.advisor1orcid.por.fl_str_mv |
https://orcid.org/0000-0003-1974-4803 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Silva, Augusto Cesar Azevedo |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Moura, André Farias de |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0746428641961163 |
contributor_str_mv |
Moura, André Farias de |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Nanopartículas Ouro Aminoácidos Quiralidade Indução quiral |
topic |
Nanopartículas Ouro Aminoácidos Quiralidade Indução quiral Nanoparticles Gold Amino acids Chirality Chiral induction CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Nanoparticles Gold Amino acids Chirality Chiral induction |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA |
description |
In this present work was carried out the computational study of the functionalization of gold nanoparticles in spherical shape with L-amino acids using molecular dynamics simulations and geometry optimizations at DFTB level (Density Functional Tight-Binding) using Hamiltonian GFN1-xTB and phase space scanning through classic calculations to determine initial configurations. A determination of the ini- tial configurations performed using phase space scanning, it turned out that the L-amino acids have a tendency to interact on the nanostructure in the face (111) and low tendency to interact with the face (110). Simulations of semi-empirical quantum molecular dynamics of structure corresponding to the global minimum showed that there is a preference of the L-amino acids in interacting with the AuNP through the sites carbonylic and chiral carbon amino as well as the nitrogenated sites existing in their side chain which occurs for arginine, lysine and histidine. The interactions between AuNP and L-amino acids are covalent but of low intensity. confirmed by resorting to the analysis of the surface of the molecular orbitals and Wiberg binding orders of the structures. The adsorption of amino acids on the surface of the AuNPs presented chiral responses, confirmed by the calculation of the spectrum of electronic circular dicroysm and dissimetric factor g (g-factor) and HCM (Medida de quiralidade de Hausdorff). Which demonstrates that the amino acids are capable of inducing chirality in the AuNP. The intensity varies depending on the amino acid used, however, phenylalanine, tryptophan, lysine, arginine, histidine and aspartate and glutamic acids are the ones that most induce chirality in the system. |
publishDate |
2023 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2023-12-14 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2024-02-23T12:58:35Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2024-02-23T12:58:35Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
SILVA, Augusto Cesar Azevedo. Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431 |
identifier_str_mv |
SILVA, Augusto Cesar Azevedo. Estudo computacional de nanoestruturas de ouro funcionalizadas com moléculas orgânicas quirais. 2023. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431. |
url |
https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19431 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFSCar |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de São Carlos Câmpus São Carlos |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFSCAR instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) instacron:UFSCAR |
instname_str |
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
instacron_str |
UFSCAR |
institution |
UFSCAR |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFSCAR |
collection |
Repositório Institucional da UFSCAR |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/2/license_rdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/1/Tese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdf https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/19431/3/Tese_Augusto_Cesar_Azevedo-Silva_versao_final.pdf.txt |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
f337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aec d5f0d7e4411be35e9e1dc653569e0c03 dbffc1a9128ce3707bb5b9a2a4b93375 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1802136433565106176 |