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Previous issue date: 2016-03-31 / The exaggerated use of anxiolytic drugs can cause environmental problems if there is no destination and treatment, leading to contamination of water resources and biological tissues and aquatic organisms. In addition, some microorganisms develop resistance to these drugs affect the ecosystem with its toxicity and remain in the environment, which justifies the growing concern about these environmental pollutants that were found in various parts of the world. There are some studies in the literature of the use of graphene as a filter for the removal of metals such as Na, Mg, K, Ca and Ni environment. Other studies show that graphene can be used to remove drugs such as aspirin, caffeine, acetaminophen and ciprofloxacin the aqueous media. The objective of this study was to evaluate, through computer simulations based on Density Functional Theory (DFT), the structural and electronic properties of anxiolytic drugs interacting with pure graphene, because until now few methods of treating wastewater for removal anxiolytic drugs are not effective, and in other cases the methods are expensive. In this study, we analyzed the interaction of pure graphene with anxiolytics (alprazolam, clonazepam, clobazam, diazepam and the nordiazepam) commonly found in the environment and highly resistant to photobleaching. The results show that the interaction of graphene with diazepam stabilized with binding energy ranging between -0.29 eV and -0.35 eV and load transfers between -0.002 e- and +0.036 e-. As for the nordiazepam interacting with graphene, the binding energy remained between -0.23 eV and -0.31 eV and cargo transfers between -0.002 e- and +0.069 e-. For alprazolam the binding energy remained between -0.19 eV and -0.86 eV and cargo transfers between -0.004 and +0.041 e-. For clobazam the binding energy varied between -0.23 eV and -0.76 eV and load transfers between -0.005 e- and +0.040 e- and clonazepam remained between -0.52 eV and -0, 75 eV and load transfer between -0.005 e- and +0.070 e-. For every interaction was observed which can occur graphene load transfer to the drug (indicated by positive values) or drug for graphene (indicated by negative values). There was a physical adsorption for all pure graphene interactions with anxiolytic drugs with binding energy ranging between -0.19 eV and -0.86 eV and a charge transfer between -0.018 e- and +0.070 e-, and that the electronic properties of the systems were not changed significantly. The results for the interaction of graphene with anxiolytics, are important to contribute to the development of filters to remove these drugs from aqueous media and sewage treatment plants, since there are no reports in the literature on the interaction of graphene with anxiolytic agents for through computer simulation. / O uso exagerado de fármacos ansiolíticos pode acarretar problemas ambientais, caso não haja destino e tratamento adequado, ocasionando a contaminação dos recursos hídricos e de tecidos biológicos e de organismos aquáticos. Além disso, alguns micro-organismos criam resistência a esses fármacos afetando o ecossistema com sua toxicidade e permanência no meio ambiente, justificando a crescente preocupação sobre estes poluentes ambientais que foram encontrados em várias partes do mundo. Já existem na literatura alguns estudos do uso do grafeno como filtro para remoção de metais como: Na, Mg, Ca, K e Ni do meio ambiente. Outros estudos mostram que o grafeno pode ser utilizado para remoção de fármacos como: aspirina, cafeína, acetaminofeno e ciprofloxacina dos meios aquosos. O objetivo deste trabalho é avaliar, por meio de simulações computacionais baseadas na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), as propriedades estruturais e eletrônicas de fármacos ansiolíticos interagindo com o grafeno puro, pois até o presente momento alguns métodos de tratamento dos efluentes para remoção de ansiolíticos não são eficazes e em outros casos os métodos são caros. Neste estudo, foi analisada a interação do grafeno puro com os ansiolíticos (alprazolam, clobazam, clonazepam, diazepam e o metabólito nordiazepam) frequentemente detectados no meio ambiente e altamente resistentes a fotodegradação.
Os resultados mostram que a interação do grafeno com o diazepam se estabilizou com energia de ligação variando entre -0,29 eV e -0,35 eV e as transferências de carga entre -0,002 e- e +0,036 e-. Já para o nordiazepam interagindo com o grafeno, a energia de ligação se manteve entre -0,23 eV e -0,31 eV e as transferências de carga entre -0,002 e- e +0,069 e-. Para o alprazolam a energia de ligação permaneceu entre -0,19 eV e -0,86 eV e as transferências de carga entre -0,004 e- e +0,041 e-. Para o clobazam a energia de ligação variou entre -0,23 eV e -0,76 eV e as transferências de carga entre -0,005 e- e +0,040 e- e para o clonazepam manteve-se entre -0,52 eV e -0,75 eV e a transferência de carga entre -0,005 e- e +0,070 e-. Para todas as interações observou-se que pode ocorrer transferência de carga do grafeno para o fármaco (indicados pelos valores positivos) ou do fármaco para o grafeno (indicados pelos valores negativos). Ocorreu uma adsorção física para todas as interações do grafeno puro com os fármacos ansiolíticos, com energia de ligação variando entre -0,19 eV e -0,86 eV e uma transferência de carga entre -0,018 e- e +0,070 e-, sendo que, as propriedades eletrônicas dos sistemas não foram alteradas significativamente. Os resultados obtidos para a interação do grafeno com ansiolíticos,
são importantes para contribuir com o desenvolvimento de filtros para remoção destes fármacos dos meios aquosos e estações de tratamento de esgotos, já que não há relatos na literatura sobre a interação do grafeno com agentes ansiolíticos por meio de simulação computacional.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.universidadefranciscana.edu.br:UFN-BDTD/547 |
| Date | 31 March 2016 |
| Creators | Silva, Pedro Celso Alves |
| Contributors | Rossato, Jussane, Santos, Cláudia Lange dos, Wrasse, Ernesto Osvaldo, Ourique, Aline Ferreira |
| Publisher | Centro Universitário Franciscano, Programa de Pós-Graduação em Nanociências, UNIFRA, Brasil, Biociências e Nanomateriais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional Universidade Franciscana, instname:Universidade Franciscana, instacron:UFN |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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