الجرافين المُحمّل على الفضة كركيزة فعالة لمطيافية رامان المحسنة السطح للكشف عن كلوتريمازول: دراسة نظرية باستخدام الدالة الوظيفية للكثافة (DFT) ودراسة طيفية
Title Silver-loaded graphene as an effective SERS substrate for clotrimazole detection: DFT and spectroscopic studies
الباحث الرئيس شاهد عابدين بو بولا
التخصص: الكيمياء
التخصص الدقيق: Chemistry
المستخلص: هدفت الدراسة الى رصد وتقييم الأطياف الناتجة من مطيافية الأشعة تحت الحمراء ومطيافية رامان لمادة الكلوتريمازول (CTZ)، تم استخدام نهج الدالة الوظيفية للكثافة (B3LYP/6-311++G(d,p)) لتحديد المصاوغات (الأيزوميرات) الممكنة، وتطوير خريطة الجهد الكهروستاتيكي، وتقييم المدارات الجزيئية وحساب الأطياف الإهتزازية للمركب المستهدف دراسته، تم إظهار الجرافين المُحمّل على الفضة كركيزة فعالة لتقنية مطيافية رامان المحسنة السطح للكشف عن كلوتريمازول (CTZ)، أظهر طيف رامان نطاقين معززين عند 670 سم-1 و 400 سم-1 مما يؤكد إمتصاص ركيزة الفضة من خلال ذرات الكلور والنيتروجين، أوضحت الدراسة باستخدام النطاق عند 670 سم-1 أن الحد الأدنى للكشف يصل إلى 5 نانومتر مع معامل تحديد 0,9988، أظهر تأثر بروتين-رُبّيطة مع بروتين الإسبارتك 2 (SAP2) المُفرز من المُبيضة البيضاء أن الأشكال الأربعة المستقرة ل CTZ تحافظ على طاقة حرة للارتباط مقدارها من 6-7 كيلو كلوري/مول مما قد يعطي نظرة ثاقبة على طريقة العمل في علاج داء المبيضّات.
Abstract: The study aimed to monitor and evaluate Vibrational infrared, Raman and surface-enhanced Raman scattering (SERS) spectra of clotrimazole (CTZ). Density-functional theory, B3LYP/6-311++G (d,p), approach was implemented to identify the possible conformations, develop the electrostatic potentialmap, evaluate frontier molecular orbitals and calculate the vibrational spectra of the target compound. The silver-loaded graphene shown to be an effective SERS substrate for CTZ trace detection. The SERS spectrumshowed two enhanced bands at 670 cm−1and 700 cm−1, which confirmed the absorption of the silver substrate through chlorine and nitrogen atoms. A detection limit as low as 5 nM could be reached with a determination coefficient of 0.9988 using the band at 670 cm−1. The protein-ligand interaction with Secreted Aspartic Proteinase 2 (SAP2) of C. albicans showed that the four stable forms of CTZ maintain a free energy of binding of 6–7 kcal/mol, which could give insights into the mode of action in treating Candidiasis.